Sadržaj članka
- Značajke uporabe stupova s pilom
- Načelo rada i konstrukcija temelja pilota
- Izgradnja stupa od gomile
- Uranjanje gotovih hrpa
- Izrada neprobojnih šipova
- Zavrnite hrpe
Članak će se usredotočiti na tehnologiju postavljanja temeljnih stupova. Razmotrimo glavne vrste pilota, otkrijemo od kojih se elemenata sastoje, kako su montirani, za koje su uvjete dizajnirani. Razumjet ćemo mehaniku rada temelja gomile, shvatit ćemo sve prednosti i nedostatke.
Ako vas zanimaju druge vrste zaklada, predlažemo da proučite ostale članke na ovu temu:
- Kako isušiti mjesto
- Kakvu vrstu temelja odabrati
- Strip temelj. Dio 1: vrste, tla, dizajn, trošak
- Strip temelj. Dio 2: priprema, obilježavanje, zemljani radovi, oplata, armatura
- Strip temelj. Dio 3: betoniranje, završne operacije
- Strip temelj. Dio 4: Montaža betonskih blok konstrukcija
- Temelj stupa
- Temelj ploče
Velika migracija ljudi, privlačena prirodi, ide svojim tokom – prigradska gradnja sada doživljava pravi procvat. Stanovnici megalopolisa samouvjereno i sustavno razvijaju prigradska područja, gradeći ih sve gušće i gušće. Nažalost, ne dobivamo uvijek mjesto koje volimo s prihvatljivom topografijom i “dobrim” tlima. Ispada da svi tipovi ili već pripadaju nekome ili nema potrebe očekivati stabilnost od kopna na ovom području – treseta, plutača ili, što je još gore, neke vrste permafrosta. Ali, naravno, uvijek postoji izlaz, u ovom su slučaju tehnologije industrijske i višespratne građevine došle u pomoć – to su temelji na hrpi, koji se sve više koriste u izgradnji privatnih kuća.
Značajke uporabe stupova s pilom
Ideja o ugradnji konstrukcija na gomile nije nova, tehnologija je ljudima bila poznata već nekoliko stoljeća, ali je u novu fazu razvoja ušla u drugoj polovici devetnaestog stoljeća, kada su umjesto drvenih nosača počeli koristiti pogonske, ramljene i vijačne konstrukcije izrađene od kombinacije čelika i betona. Temelj gomile ima svoju jasnu specijalizaciju, bilo bi pogrešno govoriti o njegovim prednostima u odnosu na druge mogućnosti organiziranja temelja kuće i uspoređivati ih prema bilo kojim karakteristikama. U uvjetima za koje je razvijen, jamski temelj nema konkurencije, ne može ga pouzdano zamijeniti drugom strukturom. Kolači se mogu koristiti na bilo kojoj vrsti tla, osim, možda, na stijenama i temeljima s vrlo jakim horizontalnim pomacima, međutim, tehnički i ekonomski izvedivo ih je koristiti:
- za izgradnju zgrada na područjima s visokom razinom podzemnih voda;
- gdje gornji slojevi prirodne baze karakteriziraju slaba nosivost (tresetišta, plutači), dok su gusta tla smještena prilično duboko;
- na velikoj dubini smrzavanja (sjeverne širine, permafrost);
- na strmim padinama;
- ako je masa zgrade prevelika (na primjer, višestambene zgrade izrađene od teških materijala).
Ako govorimo o tehnološkim i funkcionalnim značajkama temelja pilota, onda možemo formulirati sljedeće točke, od kojih mnoge logično slijede jedna od druge:
- Svestranost i varijabilnost (ogroman broj tehničkih rješenja, uvijek postoji izbor za bilo koje uvjete).
- Velika nosivost.
- Praktično nije potreban ručni rad (prihvatljiva je potpuna mehanizacija procesa).
- Industrijalizacija (moguće je koristiti elemente koji su u potpunosti proizvedeni u tvornici, “ljudski faktor” je minimiziran).
- Velika brzina gradnje.
- Sposobnost gradnje u bilo koje doba godine.
- Potpuna odsutnost ili minimiziranje zemljanih radova.
- trajnost (posebno primjenjivo na armirano-betonske konstrukcije).
- relativna učinkovitost (mala potrošnja materijala – smanjena potrošnja betona, nema potrebe za uklanjanjem i transportom velike mase zemlje).
Načelo rada i konstrukcija temelja pilota
Stup s gomilama je skupina gomila smještenih ispod čitave zgrade u obliku “polja gomile” ili ispod određenih građevnih elemenata (redovi, “grmlje”, jedan po jedan).
U većini slučajeva, u gornjem dijelu, gomile se kombiniraju u jedinstveni sustav pomoću rešetke – skup greda (križne trake), rešetke (okvira) ili čvrste ploče. Osim što stabilizira pojedine temeljne stupove, rešetka je dizajnirana za ravnomjernu raspodjelu građevnih opterećenja, stoga je nosivi element. Ovisno o tome leži li na zemlji (možda je čak i zakopan) ili postoji jaz između površine i grede / ploče, roštilj je podijeljen na: nizak i visok. Slabo roštiljanje može također sudjelovati u prenošenju tlaka na tlo (iako u maloj mjeri), ali podložno je velikim silama i ne može se koristiti na tlima opasnim po tom pitanju ili su složeni jastučići postavljeni ispod njega. Visoki roštilj ne sudjeluje izravno u interakciji tla / građevina, stoga se ne istiskuje širenjem tla i ne kreće se “na pucanje” u odnosu na hrpe. Ne može se reći da je roštilj sastavni dio temelja pilota, jer postoje konstrukcije s po jednim glavama za svaku hrpu..
Svaka je gomila dugačak element sličan šipkama (ponekad s produženjima u raznim dijelovima), kroz čiju se petu i bočnu površinu tereti iz nadzemnog dijela kuće prenose u zemlju. Naravno, ovdje možete izvući određenu paralelu s stupovima stupastog temelja, samo su hrpe položene dubinom redoslijeda, a zbog svoje duljine (čitajte: velika ukupna površina bočnih površina) djeluju na bazu, koristeći i značajnu silu trenja.
Zanimljivo je da se gomile postavljaju ne samo strogo okomito, neke od njih mogu se postaviti pod određenim kutom prema osi šipka, što omogućava povećanje prostorne krutosti cijelog temelja, jer neki njegovi elementi djeluju na različite načine u kompresiji, savijanju, istezanju. Prema mehanici interakcije s tlima, hrpe su podijeljene na:
- nosači – prorezati se kroz nestabilne slojeve i s dnom odmarati na gustom, nisko kompresibilnom sloju dobre nosivosti (šljunak, stijene);
- trenje (hrpe trenja, viseće) – tijekom vožnje kompaktuju tlo u radnom području i prenose teret na slabu bazu samo zbog sila trenja, potporni učinak donjeg kraja hrpe je beznačajan..
Gomile se produbljuju na različite načine, pa su prema tehnologiji uranjanja u zemlju gomile podijeljene u nekoliko klasa koje mogu, tako reći, obuhvaćati glavni izbor izbora u građevinarstvu:
- Pogon gomile – gotovi elementi koji se ugrađuju u prirodni temelj bez iskopa, pritiskom na njih, vibriranjem, čekićem.
- Pogoni gomile izrađuju se na gradilištu punjenjem bunara betonom. Bušotina se može izbušiti ili izvući (premještanje i sabijanje).
- Vijačni piloti su čelične cijevi s noževima na dnu. Uvrtaju se u zemlju, nakon čega se iznutra pune betonskom smjesom..
- Stupni stupovi – gotovi proizvodi uronjeni su u izbušen bušotina.
- Potporni šipovi – gotovi proizvodi instaliraju se na dnu jama, u jama ili rovovima, nakon čega se fiksiraju s ponovnim punjenjem.
- Stupovi za ubrizgavanje dobivaju se pumpanjem sitnozrnog betona u tlo pod visokim tlakom.
- Caissonove (potopljene, bušotine) hrpe se uranjaju u bazu pod vlastitom težinom ili uz dodatno opterećenje. Paralelno s uranjanjem, tlo se bira s unutarnje strane školjke.
Neke metode vožnje gomile uključuju upotrebu različitih vrsta školjki koje mogu ispuniti određenu ulogu. Dakle, za plitke provrtane hrpe aktivno se koriste nepromenjive cijevi izrađene od krovnog materijala, koje su i hidroizolacija podzemnog dijela, i oplata na vrhu. U tehnologiji vertikalno pomičnih cijevi školjka djeluje kao oplata, uklanja se s reza paralelno s monolitnim radovima. Betonske i pilotske cijevi imaju školjku koja vrši funkciju nošenja. Većina osovina gomila nije opremljena sa kućištima – imamo izravan kontakt “beton / tlo”.
Za proizvodnju pilota koriste se najtradicionalniji materijali:
- Drvene gomile bile su među prvima koje su korištene i mora se reći da su bile prilično uspješne. Na primjer, za izgradnju nosača mostova u Sankt Peterburgu korišteni su crnogorični trupci promjera 20-40 cm, od kojih su neki dobro očuvani do našeg doba. Na suhim tlima drvene gomile mogu normalno obavljati svoju funkciju duže vrijeme, posebno s novim vrstama obrade, ali, naravno, nisu se sposobne natjecati u izdržljivosti s proizvodima od armiranog betona..
- Trenutno su najpopularnije gomile od armiranog betona. To su gotovi proizvodi duljine 3 do 12 metara, najčešće imaju čvrsti kvadratni presjek (od 20×20 do 40×40 cm), iako postoje i druge mogućnosti – okrugle, prizmatične, trokutaste, složene. Kavez za ojačanje gotovog betonskog proizvoda potreban je uglavnom da izdrži opterećenja na savijanje, ali za pogon uranjanja metal također pomaže u podnošenju udarnih opterećenja, pa se povećava broj poprečnih konstrukcijskih armatura na krajevima hrpe..
- Betonske gomile nemaju armaturu cijelog tijela, ali na vrhu se primjenjuju čelični okviri.
- Šljunčane betonske gomile mogu sadržavati u svojoj masi do 30% kamena od ruševina.
- Metalne hrpe su okrugle ili pravokutne cijevi.
- Kombinacije različitih materijala prilično su česte, na primjer, čelična cijev vijačne hrpe napunjena je betonom ili je metalni vrh s noževima postavljen na drveni trupac.
Specifična vrsta gomile i tehnologija njenog uranjanja biraju se ovisno o mnogim čimbenicima od kojih su glavni:
- masa i struktura građevine;
- nosivost svakog elementa temeljnog pilota;
- karakteristike prirodne baze;
- radni uvjeti na gradilištu (visoka gustoća građevine, nepropusnost …).
Unatoč činjenici da se ne koriste sve gore navedene gomile u privatnoj gradnji, najčešće je nekoliko mogućnosti stupa od gomile pogodno za rješavanje određenog problema, tada se od dostupnih bira ekonomski najisplativija. O njima ćemo razgovarati dalje..
Izgradnja stupa od gomile
Izgradnja stupa od pilota započinje istim pripremnim radnjama kao i kod stvaranja bilo kojeg drugog. Radno područje je očišćeno od vegetacije i uklonjen je sloj sode, pripremljeni su pristupni putevi, obavljaju se aktivnosti odvodnje i odvodnje, uvoze se materijali u cijelosti i rješavaju druga logistička pitanja. Nadalje, u prirodu se uzimaju tragovi sjekira zgrade i položaj svakog bunara. Detaljno smo opisali pripremnu fazu nultog ciklusa u članku „Strip temelj. Dio 2: priprema, obilježavanje, zemljani radovi, oplata, armatura “.
Na terenu se, naravno, provode preliminarna inženjersko-geološka snimanja na temelju kojih su otkrivena sva glavna svojstva postojećih tla – njihov slojni sloj, nosivost (stisljivost), stupanj i priroda vlage (vodena ravnoteža). Paralelno s geološkim istraživanjima, izračunava se operativno opterećenje nadzemnog dijela zgrade, koje će se primjenjivati na tlo..
Posebna se pozornost posvećuje uvjetima rada. Nijanse poput prisutnosti drugih građevina u blizini koje se mogu oštetiti ili skučenog prostora na gradilištu, mogu dramatično utjecati na izbor određene tehnologije..
Dobiveni podaci smatraju se složenim, oni će postati polazna točka u razvoju projekta temelja gomile. Dizajn pilotskog temelja sastojat će se od sljedećih točaka:
- određivanje nosivosti tla i opterećenja s konstrukcije;
- odabir vrste (presjek, materijal, konstrukcija) pilota;
- racionalan izbor uronjene tehnologije (uključujući specifičnosti opreme);
- izračunavanje potrebnog broja gomila i prirode njihovog položaja;
- proračun dubine ronjenja;
- dizajn roštilja (visina / dubina, materijal, presjek);
- modeliranje rada temelja – uspoređivanje mogućih deformacija s prihvatljivim;
- ekonomsko opravdanje.
Kako se niz članaka razvijao, opetovano smo se dotakli problema razvoja zaklada i, gdje je to bilo moguće, dali praktične preporuke u vezi s tim pitanjem: „Strip temelj. Dio 1: Vrste, tla, projektiranje, trošak “ili u odjeljku Dizajn zaklade stupaca u prethodnoj publikaciji Fondacije stupaca. U slučaju gomilanih temelja, situacija je puno složenija, prije svega zbog činjenice da, budući da smo odabrali i započeli izračunavati hrpe, to znači da se po definiciji bavimo vrlo problematičnim tlima i relativno teškom kućom. Stoga je bolje povjeriti stvaranje radnog projekta organizacijama koje su specijalizirane za to, koje za modeliranje koriste računalne programe za modeliranje i vode ih trenutni GOST-ovi..
Uranjanje gotovih hrpa
Već smo primijetili da se gomile koje se proizvode u tvornici (u pravilu su to betonski proizvodi) i koje su već u gotovom obliku uronjene u bazu, nazivaju gonjene gomile. Ovu verziju gomilnog temelja karakterizira povećana nosivost, jer se tlo u blizini osovine zbija. Nuspojava pomaka tla može se smatrati rastućim dinamičkim naprezanjem u temeljima, kao rezultat, brojnim ograničenjima na uvjete rada. Općenito, industrijska priroda tvorničkih pilota (za razliku od ravnih) osigurava vremenske prilike i visoku stopu gradnje temelja, prikladnu logistiku, malu ovisnost o zasićenosti vode tla, visoku nosivost (zbog zbijanja) i nisku potrošnju materijala.
Postupak zabijanja gomile u zemlju provodi se uz pomoć masivnih čekića (masa udarnog dijela je od 1,5 do 9 tona), instaliranih na teškim samohodnim vozilima. Najčešće se koriste hidraulični i kablovski bageri, dizalice gusjeničari koji imaju rotacijski vodeći jarbol i dizelsko, mehaničko ili hidraulično čekić koji se kreću duž njega. Vibracijski čekići i vibracijski čekići, prešane instalacije također se mogu koristiti kao oprema za nakupljanje..
Vozni ciklus pogonske gomile izgleda ovako: stroj hvata hrpu i podiže je – hrpa se diže i ubacuje u okvir kopra – udarni dio čekića djeluje na proizvod i gura ga u zemlju. Postoji nekoliko načina kako utjecati.
Ako se koristi dizelski čekić, tada se glavni radovi izvode ciklično, prema principu motora s unutarnjim sagorijevanjem (udarač se spušta s visine, mješavina goriva se zapali, čekić se podiže zbog povlačenja).
Spuštanje i podizanje radnog dijela hidrauličnog čekića dolazi zbog hidraulike – nema pada i odstupanja, što omogućava fino podešavanje frekvencije i pokretačke snage.
Teški vibratori učvršćeni su na glavi hrpe i prenose vibracije na nju usmjerene duž osi njenog prtljažnika. Rad vibracijske opreme vrši hidraulička stanica ili elektromotor s ekscentričnim mehanizmom.
U dizajnu SVU strojeva za prešanje glavni su elementi: hidraulični cilindri radnog hoda i obrnutog hoda, kao i teretni okvir za vješanje tereta sidra. Princip rada takvih instalacija je primjena konstantnog statičkog tlaka.
Vožnja udarnim hrpama s pravom se smatra najbržom i najjeftinijom metodom vožnje (od oko 300 rubalja po linearnom metru), ali je popraćena značajnom razinom buke i vibracija tla, pa se ne može koristiti u gustim zgradama ili, na primjer, u klizištima. Još jedna važna točka – trebate poprilično veliko mjesto (oko 15×35 metara).
Produbljivanje pilota uvlačenjem koristi se ako se gradilište nalazi u povijesnom dijelu grada, u blizini raspadnutih ili hitnih zgrada, na pokretnim tlima. Nesumnjiva prednost uvlačenja je velika točnost vožnje hrpe, održavanje cjelovitosti glave, sposobnost mjerenja nosivosti svakog elementa temelja u stvarnom vremenu, kompaktnost (možete raditi u skučenim uvjetima – mjesto dimenzija 10×10 metara, do najbliže konstrukcije – od 1 metra). Uglati i bočni snopovi također se mogu unijeti pritiskom. Ova je tehnologija nešto skuplja – od oko 800 rubalja po metru koji radi.
Ispitali smo principe uronjenja snage u gotovu hrpu, a ovo je, da tako kažem, glavna akcija. No, treba napomenuti da su prije početka masovnog uranjanja bušotina na mjestu postavljanja ispitne gomile koje se nakon držanja nekoliko dana (od 1 do 10, ovisno o karakteristikama tla) podvrgavaju eksperimentalnim ispitivanjima. Stup se udara čekićem (dinamička metoda) ili se učitava postepeno (statička metoda), nakon čega se mjeri naseljavanje. Svrha ove faze je utvrditi stvarnu nosivost svakog elementa temeljnog pilota. Na temelju dobivenih rezultata potvrđuju se ili projektni proračuni ili se prilagođavaju duljina, presjek, količina i sustav polja hrpe..
Leader bušenje se može koristiti za optimizaciju procesa vožnje gotovih pilota. Ovaj postupak omogućuje vam smanjenje opterećenja na tlu, smanjenje buke i vibracija, korištenje duljih bušotina i prolazak slojeva pijeska debljine više od 2 metra. Bušotine imaju promjer manji od poprečnog presjeka proizvoda od armiranog betona, oni ne dosežu konstrukcijsku visinu pilota koji tone u dubinu od 0,5-1 metar..
Ako se hrpa zaustavi tijekom uranjanja (pojava se naziva “neuspjeh”), tada se uklanja višak njenog nadzemnog dijela, a zakopani dio ispituje se u skladu s konstrukcijskom nosivosti. Ako se dobiju nezadovoljavajući rezultati, u blizini se postavlja dodatna, duplikata gomile.
Nakon stvaranja polja gomile, beton svih gomila siječe se na istoj visini, elementi armaturnog kaveza mogu se spremiti i presaviti natrag u ligaciju sa strukturom roštilja.
Prilikom odabira organizacije za izgradnju stupa od pilota obavezno je uzeti u obzir karakteristike opreme izvođača – težinu (specifični pritisak podvozja na postolju), značajke čekića.
Izrada neprobojnih šipova
Ugrađene gomile izrađene su od betona izravno na gradilištu. Takve je temelje teže izraditi i skuplje (od 23 000 rubalja po kubičnom metru), a tijekom izgradnje uvelike ovise o vremenskim uvjetima i ravnoteži vode u tlu. Prednost monolitnih pilota može se smatrati mogućnošću gradnje u blizini zgrada, kao i unutar zgrada (za obnovu, jačanje temelja). Osim toga, na mjestu postoje opcije da se ne koristi teška oprema – ponekad to možete učiniti s motoriziranom ili čak ručnom bušilicom (ako je promjer dizajna do 30 cm). Dodajmo da je pri organizaciji ekspanzije pete moguće značajno povećati nosivost hrpe i temelja u cjelini. U principu postupak postavljanja obične dosadne gomile sastoji se od sljedećih operacija:
- Uz pomoć vijaka s bušotinom, u zemlji se izrađuju bušotine. Postoje mnoge mogućnosti za izradu bušotine udaraljnom metodom – izmještanjem tla vibracijskim rampiranjem, udaranjem uhvatljivih / nepovratnih školjki.
- U bunar je postavljen kavez za pojačanje.
- Uz dizalice se u šupljinu dovodi betonska cijev, na čijem je vrhu postavljen prijemni lijevak.
- Beton se puni u bunar, cijev se izvlači kako se bunar napuni.
- Beton se zbija mehaničkim sabijanjem, pneumatskim ili hidrauličkim sabijanjem.
- Oblikuje se glava hrpe (vodič inventara).
- Stup se taloži sve dok se betonska smjesa potpuno ne stvrdne.
- Ako je potrebno, glave gomile izrezane su na visinu dizajna.
Za većinu faza izrade rampiranih pilota mogu se primijeniti SNiP 3.02.01-87 “zemljane konstrukcije, temelji i temelji” i SNiP 3.03.01-87 “Noseće i ogradne konstrukcije”. Mnogo korisnih informacija možete pronaći u našem članku “Temelj stupaca”, kao i “Strip temelj. Dio 3: betoniranje, završne operacije “.
Zavrnite hrpe
Ova vrsta gomile stoji samostalno, jer je cjelovita klasa u pogledu konstrukcije i metode uronjenja. Vijačna hrpa je čelična cijev (promjera 50–300 mm, debljina stijenke od 3–6 mm, duljina pojedinog komada do 12 metara) sa šiljastim krajem, na tijelo na koji je zavarena posebna lopatica, a metalna glava na kraju nadzemnog dijela. Mnogi proizvođači premazuju svoje proizvode antikorozivnim spojevima na bazi epoksidnih smola; vijek trajanja visokokvalitetnih vijaka s hrpom ih proglašava “150 ili više godina”.
Tehnološke i funkcionalne prednosti temelja na vijčanim pilotima smatraju se:
- velika brzina gradnje;
- uranjanje bez šoka;
- mogućnost ručne instalacije;
- točnost instalacije;
- nedostatak zemljanih radova;
- seizmička otpornost;
- visoka otpornost na sile smrzavanja (glatka bočna površina s malom ukupnom površinom).
Vijčanim hrpama montirate se uvrtanjem, a uporaba dodatnog opterećenja s vertikalnim djelovanjem nije potrebna. Stoga se uranjanje gomile vijaka može obaviti motornim alatom ili čak ručno. Ako je potrebno (pješčani slojevi, veća dubina), može se upotrijebiti pilotno bušenje pomoćnih bušotina. Poput gomilanih gomila, ova metoda potapanja omogućava sabijanje tla oko osovine. Ovisno o promjeru proizvoda, površini noža, debljini stijenke, svaka hrpa može podnijeti pritisak od 1 do 30 tona.
Instalirane hrpe izlijevaju se iznutra betonom čvrstoće M300 i više. Da bi se poboljšala nosivost, šupljina velike cijevi može se ojačati čeličnim okvirom.
Nakon ugradnje cijelog polja gomile, tijela vijčanih gomila izrezuju se po visini, glave potrebnog dizajna su montirane i zavarene na njih, što ovisi o vrsti roštilja (za šipku ili prvi trupac krune, za armirano-betonsku pregradu, za monolitnu ploču).
Otprilike tako vidimo moderne temelje gomile. Naravno, bilo je moguće opisati daleko na svim vrstama gomila, ali da bismo shvatili u kojem se smjeru treba kretati i, kao rezultat, napravili pravi izbor, trebalo bi biti dovoljno informacija. Slijedeće na redu imamo monolitni temelj od ploča.
Koji je značaj stupova temelja u izgradnji građevine i kako se određuje njihova dubina i nosivost?
Stupovi temelja igraju ključnu ulogu u stabilnosti i čvrstoći građevine. Njihova dubina i nosivost određuju se na temelju vrste tla na kojem se gradi, težine građevine i očekivanih opterećenja. Pri projektiranju se koriste geotehničke analize i ispitivanja tla kako bi se odredila optimalna dubina i nosivost stupova temelja. Podaci o tlu, kao što su nosivost, sastav i stabilnost, su ključni za pravilno planiranje i izgradnju sigurnih temelja. Važno je osigurati da su stupovi temelja dovoljno duboki i čvrsti kako bi podržali konstrukciju i spriječili njeno oštećenje tijekom vremena.
Koji su najvažniji faktori pri gradnji stupa temelja? Koliko je važno pravilno postavljanje stupa kako bi se osigurala stabilnost i trajnost strukture?