Вијак гомиле: карактеристике, предности и недостаци
Темељ куће један је од најсложенијих и најскупљих елемената његове конструкције. У исто време, процес његовог стварања је веома дуг - у већини случајева ово је ограничавајући стадиј изградње. Нажалост, није неуобичајено да бескрупулозни програмери свесно крше технологије и норме како би што пре завршили темеље и кренули у наредне фазе рада. Купци их често подстичу да то учине, па им се чини да се на градилишту ништа предуго не дешава. Прекомерна журба у овој фази доводи до чињенице да ће ускоро становници нове куће имати проблема - темељ ће пропасти, и као резултат тога, цела структура почиње да се полако урушава.
Постоји ли средина овде? Да ли је могуће брзо монтирати јак и поуздан темељ? Испада, можда. У овом случају хрпе вијака помажу. Стварање темеља на вијчаним пилотима захтева не само један или два месеца, већ само неколико дана.
Зашто се такве гомиле још увек не користе свуда? Зашто нови домови не расту брзо као гљиве након кише? Да бисте одговорили на ова питања, морате да знате не само предности, већ и недостатке вијака у темељима, да бисте имали представу која ограничења постоје у њиховој примени. Имајте на уму да је темељ врло одговорна ствар, а при одабиру дизајнерског решења требало би да се ослањате пре свега на своје знање, а не на рекламна уверења произвођача, обећања произвођача и примере комшија и познаника.
Садржај:
Историја појаве вијачних гомила
Историја вијачних гомила сеже готово два века. Државни удар у области конструкције ступа од пилота направио је талентовани ирски инжењер Александар Митцхелл. 1833. патентирао је „Митцхелл-ове вијак-гомиле“, које би се могле уградити у покретна тла, попут песковитог дна рибњака или муља.
Прва већа грађевина подигнута на таквим штакама био је светионик Маплин Санд, изграђен на ушћу Темзе већ 1838. године. Темељ му је био девет гомила са вијчаним врховима пречника 120 цм, увијених у земљу до дубине од око 7 метара. У наредним годинама под управом Митцхела широм Енглеске изграђено је још неколико светионика. Неки од њих остали су непромењени до данас.
Средином 19. века помоћу Митцхелл-ових гомила изграђено је више од 150 светионика у Северној Америци, лукобран у Портланду, надвожњак и мостови у Бомбају, железница у Бароди, пристаниште у Мадрасу и многи други важни објекти.
У Русији су нагомилане гомиле откривене тек у другој половини 19. века. Руски инжењери су брзо увидели све предности овог проналаска, посебно када раде у вечном мразу северних региона земље или слабом, поплављеном земљишту приморских подручја. Врло брзо, гомиле вијака почеле су се широко користити у изградњи инжењерских конструкција у војне сврхе (носач оквира-вијака за брзу изградњу темеља склопивих мостова до сада користи наша војска), а касније и у грађевинарству.
Челичне вијачне гомиле се данас активно користе широм света. Они прибегавају својој помоћи тамо где је потребна велика брзина изградње темеља: приликом постављања различитих врста носача, постављања пумпних и бушаћих станица, полагања цевовода, изградње привремених кампова за раднике итд.Ови производи су највећа потражња међу нафтним и гасним компанијама, војним и индустријским грађевинарима, и компанијама које изводе рестаураторске радове. Грађевинске организације које учествују у изградњи стамбених зграда налазе се на овој листи, али далеко од водећих позиција. Наравно, подижу се темељи на вијчаним пилотима стамбених зграда, али у већини случајева говоримо о изградњи у тешко доступним пределима или пределима са тешким земљиштем, поправљању проблематичних темеља старих стамбених зграда и поправљању зграда на падинама.
Дизајн и карактеристике вијачних гомила
Шта су гомиле вијака које су тако брзо стекле популарност међу грађевинарима широм света? Које сорте постоје? На које карактеристике вијачних гомила треба најпре да обратим пажњу?
Гомила вијака састоји се од пртљажника и сечива који се налазе на његовом крају. Захваљујући последњем, ова врста гомиле се закопава у земљу завртњем, а не зачепљењем.
1. Цев. 2. Глава која је причвршћена на врх хрпе. 3. Сечиво у облику спирале. 4. Антикорозивни премаз. 5. Технолошка рупа за подешавање штапа.
Постоји неколико сорти челичних вијачних гомила. Избор у корист одређене врсте заснован је на анализи карактеристика тла на овом подручју и процијењеном оптерећењу темеља. Често се, чак и на једном месту, користе различите врсте гомила, што вам омогућава равномерно распоређивање терета.
Тип навртања вијака
Врхови гомила вијака, који служе да се олакша њихово урањање у земљу, могу се заварити или бацати.
Заврните хрпу са завареним врхом.
Врхови одљевака су много скупљи, па је њихова употреба оправдана само у случају рада са посебно густим земљиштима, укључујући пермафрост, а такође садрже велике инклузије природног или техногеног поријекла. Издржљив ливени врх приликом завртња гомиле лако уништава препреке на његовом путу и не деформише се истовремено.
Вијак гомила шиба.
Број лопатица
По броју сечива вијчани пилоти се деле на једноструке и вишеслојне (број сечива у једној осовини у неким случајевима може достићи шест комада). Прве су намењене искључиво густим тлима мале покретљивости.
Вијка с једним вијком.
Други су универзалнији, мада су њихова главна намена мека тла са ниском носивошћу, јер су гомиле са више ножа отпорније на разне врсте оптерећења - вучно или, обрнуто, пресовање и хоризонтално. Максимална ефикасност вијака са више вијака може се постићи правилним одабиром броја лопатица, оптималног растојања између њих, њиховог нагиба и угла.
Двострука вијачна гомила.
Величина сечива
По величини лопатица вијак-пилоти се деле на широке ножеве (пречник ножа је најмање један и по пута пречник дебла) и уске. Захваљујући повећаној површини лежаја, широкоугаони гомиле су веома ефикасне у меким земљиштима.
Вијци са широким ножевима.
Они са уским ножевима имају своју специјализацију - посебно густа или веома смрзнута земља (немогуће је „гурнути“ гомилу широких ножа у такво тло због знатно повећаног ризика од пуцања или деформације ножа). Пречник сечива вијака у складу са међународним стандардом ИЦЦ АЦ358 (Хелицал Фоундатион Аццептанце Цритериа) може варирати од 200 до 350 мм.
Вијчане шипе са уским ножевима.
Дебљина метала вијака
Најважнија структурна карактеристика вијака је дебљина метала од којег су направљени зидови његовог дебла. Израчун потребне дебљине врши се на основу не само процењеног оптерећења на хрпи, већ и услова његовог рада. Чињеница је да смањење дебљине стијенке хрпе због процеса корозије у коначници доводи до смањења њеног животног века.Према горе наведеном стандарду ИЦЦ АЦ358, најмања дебљина стијенке осовине мора бити 8 мм у неутралном земљишту и 9,5 мм у земљишту са повећаном хемијском активношћу.
Домаћи инжењери су, наравно, такође схватили важност таквог параметра као што је дебљина метала који се користи за прављење вијака. Водич „Ступови и пилотски темељи“, објављен у СССР-у 1977, изјавио је да би осовина гомиле требала бити израђена од бешавних цеви произведених врућим ваљањем дебљине стијенке од најмање 10-14 мм. Међутим, у савременом руском грађевинском стандарду СП 24.13330.2011 „Темељ пилота“, такав параметар као што је дебљина стијенке осовине вијака, није уопште узет у обзир и није стандардизован.
Нећемо претпостављати зашто се то догодило, последица је важна. Многи домаћи произвођачи користе недостатак строгих захтева за конструкцију челичних шипова по руским стандардима и свесно игноришу међународне стандарде. Жеља за максимизирањем профита доводи до губитка квалитета.
Већина вијачних гомила произведених у нашој земљи има дебљину зида не више од 3-4 мм. У исто време, израђене су од заварених цеви са смањеном отпорношћу на корозију. И квалитета заштитног антикорозивног премаза, по правилу, жели најбоље: често се „просипа“ већ током транспорта хрпе.
Наравно, у Русији су у стању да произведу (и не само да знају, већ и производе!) Гомиле чији квалитет задовољава све захтеве међународног стандарда ИЦЦ АЦ358. Међутим, због велике цене у већини случајева они не могу да издрже конкуренцију конвенционалним армирано-бетонским гомилама уграђеним у претходно избушен бунар.
Дебљина метала треба узети у обзир не само осовине гомиле, већ и њене ножеве. Приликом градње привремених или лаких објеката дозвољено је користити хрпе са ножевима тањим од 5 мм. Када постављате велике конструкције дизајниране за дуготрајан рад, међународни стандард препоручује употребу пилота дебљине сечива 9,5-12,5 мм.
Заштитни антикорозивни премаз
Да би се смањио утицај корозионих процеса на карактеристике чврстоће челичних гомила уграђених у агресивно земљиште, не само да повећавате дебљину његових зидова, већ и нанесите додатни заштитни премаз. Најчешће коришћене методе антикорозијске заштите челичних гомила су поцинчавање и наношење специјалног полимерног (полиуретанског, епокси итд.) Премаза. Према ИЦЦ АЦ358, дебљина заштитног полимерног слоја мора бити најмање 400 микрона.
Предности темеља на вијчаним пилотима
Брзина инсталације
Велика брзина уградње је можда најважнија предност вијака с навојем, јер у грађевинском послу цене време као ништа друго. Вијачна гомила је спремна за употребу одмах након инсталације. Чак и бетонирање унутрашњег зрачења осовине гомиле не доводи до застоја на градилишту: нема потребе чекати да бетон добије чврстоћу марке, јер оптерећење гомиле првенствено опажа његов челични омотач.
Низак ниво буке приликом постављања темеља
Мала бука током уградње је главна предност вијака на снопу у односу на погонске. Процес убацивања потоњег у земљу прати не само бука, већ и вибрација. Вибрациони ефекти на тлу могу наштетити различитим грађевинама које се налазе у непосредној близини радног места.
Ниска цена
Ниска цена темеља на вијчаним пилотима у поређењу са трошковима свих врста армирано-бетонских темеља постиже се првенствено захваљујући значајном смањењу обима земљишних радова.
Способност да издржи различита вучна оптерећења
Ова способност је последица постојања сечива у вијака-хрпама.Захваљујући својим сечивима, ове хрпе могу се постављати на неравне платформе (што значи да су савршено погодне за зграде које се налазе на падинама) и под било којим углом у односу на окомиту.
Нема потребе да набавите велику количину земље
Мала количина земље измештена током уградње вијачних гомила омогућава извођење радова у близини постојећих зграда.
Могу се користити у различитим условима.
Временска и климатска непретенциозност вијачних гомила изражава се у томе што се њима може радити у прилично широком температурном опсегу, не плаше се подизања подземних вода и бубрења тла, те стога не захтевају обавезну дренажу градилишта.
Вишекратна употреба
Једна од примена вијчаних гомила је изградња привремених конструкција. Након што је таква зграда довршила своје функције и демонтирала се, гомиле вијака могу се уклонити са земље и поново користити.
Вриједно је напоменути да све ове предности имају само индустријски произведене гомиле вијака, чији је квалитет у складу са Међународним критеријумима прихватања ИЦЦ АЦ358 Хелицал Фоундатион.
Недостаци темеља на вијчаним пилотима
Употреба навојних шипова има низ ограничења о којима многи произвођачи, нажалост, покушавају да ћуте. У условима када компаније које се баве постављањем темеља лако прелазе на кршење технолошких стандарда, ви као купац требате да имате бар општу идеју у којим је случајевима непожељно или потпуно неприхватљиво користити вијак-пилоте.
Немогућност коришћења у областима са сеизмичком активношћу
Изградња зграда на темељима завојних гомила дозвољена је само у подручјима која немају или, у границама, умерене сеизмичке активности.
Немогућност употребе у тлима која узрокују брзу корозију метала
Челичне вијачне гомиле се не смију користити у тлима са електричним отпором мањим од 10 Охм * м, у тлима са пХ мањим од 5,5, као и на тлима са високим садржајем органских једињења. Разлог ових ограничења је велика брзина електрохемијске корозије челика у овим условима. Одговорни програмер, који није равнодушан према дуготрајности грађевине која се гради, пре него што се одлучи за употребу челичних вијака-пилота, једноставно је дужан да одреди све потребне карактеристике тла на овом градилишту. Ако није могуће утврдити агресивност тла, придржавајте се услова прихваћених за гомиле уграђене у тла са врло високом корозијском активношћу.
Није дозвољено продирање вијачних гомила у каменито тло.
Ова категорија тла укључује депоније шљаке и депоније за грађевински отпад. Свака чврста укључења могу оштетити ножеве или чак осовину вијачне гомиле током њеног постављања.
Препоручује се избегавање употребе вијчаних гомила на тлима која не пружају довољну бочну потпору.
Ту спадају, на пример, тресет, растресити песак итд. Ако потреба за постављањем таквих гомила у течно земљиште и даље постоји, потребно је или да их поуздано повежете једни с другима, или да их значајно продубите. У складу са захтевима ИЦЦ АЦ358 стандарда, хрпа вијака у чврстим тлима мора се закопати најмање 1,5 м, у меким тлима - најмање 3 м.
Дајемо пример: постављање гомиле вијака дуљине 2,5 м у простору где слој тресета лежи на дубини од 2 м је неприхватљиво, јер ће у том случају гомила бити лишена потребне бочне потпоре тла.
Чимбеници који утичу на издржљивост вијака
Оглашавање уверава да темељ на вијака-пилотима може трајати најмање век. Је ли то заиста тако или је у питању само још један маркетиншки трик? Пракса показује да је то сасвим могуће, јер још увек стоје неки светионици под Митцхелом.Међутим, више нас занима судбина не свјетионика у далекој Европи, већ мале сеоске куће негдје у Московској области, на Уралу или на обалама Јенисеја. Колико ће дуго издржати, постављен на темељима вијаканих гомила направљених не негде и једном, већ овде и сада?
На основу експерименталних података, процењен је радни век челичних вијачних гомила у тлима различитог електричног отпора. Према овим проценама, у тлу са слабом корозивношћу (на пример, суви шкриљац или суви песак) гомиле не галванизованог метала трајаће најмање 300 година, а од метала са заштитним премазом - 800 и више година. Импресивно, зар не? Међутим, ово је идеално тло у смислу способности (тачније, немогућности) да проузрокује корозију метала.
За поређење, размотрите другу могућност ограничавања. У тлима врло високе корозивности (морско тло, муљ, влажна глина, тресет) просечни предвиђени радни век челичних вијака је само 30 година (ако је хрпа израђена од поцинкованог метала, та бројка ће се повећати на 70-75 година).
Треба направити један важан заштитни знак. Током свих ових израчуна, претпоставило се да је гомила произведена у складу са ИЦЦ АЦ358 стандардом коришћеним на Западу, тј. дебљина зидова његовог дебла је 8 мм. Али на руском тржишту је готово немогуће наћи вијака-гомиле топло ваљаних челичних цеви са таквом дебљином зида. Колико дуго ће „стандард“ домаће производње трајати у агресивном окружењу, тј. гомила направљена од заварене цеви чија је дебљина стијенке 3-4 мм непозната је никоме, али очигледно знатно мања од 30 (75) година.
Из претходног произлази да 100 година оснивања темељних витрина које су обећане у оглашавању нису ништа друго до празне речи. Гомиле могу трајати много дуже и значајно мање - све зависи од квалитета производа и услова рада, који се у огласу не спомињу.
Генерално, век вијачних гомила зависи од три главна параметра:
- дебљина челика који се користи за израду осовине и сечива гомиле,
- дебљина и квалитет заштитног антикорозивног премаза,
- хемијска активност тла на овом подручју.
Без познавања ових карактеристика гомиле и радних услова, не може се чак ни претпоставити колико ће дуго трајати.
Пракса ломљења вијачних гомила са сноповима металних канала или углова, распрострањена код наших грађевинара, доприноси смањењу радног века вијачних гомила. Наравно, распоред таквих снопова између гомила је оправдан приликом постављања темеља у земљу са слабом бочном потпором. Међутим, повезивање челичних пилота са мостовима проводног материјала доводи до убрзавања електрохемијске корозије метала.
Да би се избегла појава залуталих струја, доприносећи убрзавању процеса корозије, челичне гомиле не би требале имати галванску везу међусобно, као и друге грађевинске елементе од челика. Да бисте гомиле повезали у један систем, користите дрвену врпцу или метални каиш, чији се елементи спајају на гомиле помоћу стезаљки изолираних од гомиле диелектричним материјалом.
То је заправо све о чему смо данас желели да вам кажемо. Сада знате све предности и недостатке гомила вијака и, надамо се, разумели главну идеју коју смо покушали да вам пренесемо. Навојни гомиле су одличан избор за стварање темеља, али не могу се користити увек и не свуда. Само професионални стручњак може утврдити прихватљивост употребе вијака у сваком случају. Верујте ми, трошкови привлачења стручњака су неуспоредиво нижи од трошкова уклањања грешака приликом пројектовања и изградње темеља.
