Piloty se používají k výstavbě základů pro různé budovy a stavby, ke zvýšení únosnosti slabých půd a také ke zpevnění stěn jam před zhroucením.
Ve stavebnictví se piloty klasifikují podle následujících kritérií, která určují nebo ovlivňují způsoby uspořádání pilotových základů:
1. – podle povahy práce v zemi: závěsné piloty, kdy se zatížení piloty přenáší na základovou půdu z větší části podél boční plochy, a piloty – regály (podél spodního konce);
2. podle materiálu – železobeton, beton, dřevo, ocel;
3. podle druhu vyztužení železobetonových pilot – s předpjatou a nepředpjatou podélnou výztuží, s příčnou výztuží a bez ní;
4. podle tvaru řezu: čtvercový, obdélníkový, kulatý, lichoběžníkový.
5. podle provedení: plné, kompozitní, duté
6. podle metod pilotového zakládání – ponorné a plněné. Ponorné piloty se vyrábějí na povrchu země a poté se ponoří do země ve svislé nebo nakloněné poloze. Vycpané hromady jsou uspořádány přímo v zemi samotné.
Pilotové základy, které se skládají z několika pilot tvořících společnou skupinu, se nazývají pilotový keř a deska, která je spojuje, se nazývá mříž.
Metody zarážení ražených pilot.
Piloty se ponořují nárazem, vibracemi, vtlačováním, šroubováním, proplachováním a elektroosmózou a také kombinací těchto metod. Efektivita aplikace té či oné metody závisí především na půdních podmínkách.
1. Dopadová metoda. Metoda je založena na využití rázové energie (rázové zatížení), pod jejímž vlivem je pilota svou spodní špičatou částí zanášena do země.
Rázové zatížení hlavy piloty je vytvářeno speciálními mechanismy – kladivy různých typů, z nichž hlavní jsou dieselová. Na stavbách se používají tyčová a trubková dieselová kladiva. Sada pro kladivo obsahuje uzávěr, který chrání hromadu před zničením.
Rýže. 1. Schémata přenosu ponorných sil na piloty při použití dieselových kladiv: а — tyč; б– trubkový
Nárazová část tyčových dieselových kladiv (obr. 1) je pohyblivý válec, otevřený zespodu a pohybující se ve vodicích tyčích. Když válec padá na pevný píst
ve spalovací komoře směsi energie vyhodí válec nahoru, načež dojde k novému úderu a cyklus se opakuje.
U trubkových dieselových kladiv je vodicí konstrukcí pevný válec. Nárazovou částí kladiva je pohyblivý píst s hlavicí. K atomizaci paliva a vznícení směsi dochází při dopadu hlavy pístu na povrch kulové dutiny válce.
K pohonu pilot za účelem udržení kladiva v pracovní poloze, zvednutí a instalace piloty v dané poloze se používají speciální zvedací zařízení –kopra. Hlavní částí kopry je její výložník, podél kterého je kladivo instalováno před potápěním a spouštěno, když se na něj zatlouká. Od každého dopadu hromada klesá o určitou hodnotu, která se s prohlubováním snižuje. V budoucnu nastává okamžik, kdy se po každé zástavě hromádka potopí o stejnou částku, call zamítnutí. Piloty jsou raženy, dokud není dosaženo konstrukčního selhání specifikovaného v projektu. Měření poruch by mělo být provedeno s přesností 1 mm. Je zvykem najít poruchu jako průměrnou hodnotu po změření zanoření hromady ze série úderů, tzv. slib. Kauce se skládá z 10 úderů nebo počtu úderů za 1-2 minuty.
2. Vibrační a vibrační metody. Vibrační metoda je založena na výrazném snížení vibrací koeficientu vnitřního tření v zemině a třecích sil podél bočního povrchu pilot. Díky tomu vyžaduje zatloukání hromádek při vibracích někdy až desetkrát menší úsilí než při jízdě. V tomto případě dochází také k částečnému zhutnění půdy (vibrokompakci).
U vibrační metody se hromada ponoří pomocí speciálních mechanismů —vibrátory. Vibrační unašeč, což je elektromechanický stroj s vibračním působením, je zavěšen na stožáru beranidla a spojen s hromadou pomocí krytu.
Vibrační metoda je nejúčinnější pro nesoudržné vodou nasycené zeminy. Použití vibrační metody pro zarážení pilot do hutných zemin s nízkou vlhkostí je možné pouze při výstavbě předběžných vrtů, tj. při předběžném provedení jiného procesu, který vyžaduje vrtací mechanismy.
Všestrannější je použití vibrační rázové metody zarážení pilot vibrační kladiva. Nejběžnější pružinová vibrační kladiva. Vibrační kladiva se mohou samočinně nastavovat, tj. zvyšovat energii nárazu se zvyšujícím se odporem půdy vůči beranině.
Ve stavební praxi se také používá metoda založená na kombinovaném účinku vibrací (případně vibrací s rázem) a statické hmotnosti.
Metoda vibračního lisování nevyžaduje budování žádných drah pro pracovní pohyby, eliminuje destrukci pilot a je zvláště účinná při zarážení pilot do délky 6 m.
3. Zarážení pilot šroubováním. Metoda je založena na šroubování ocelových a železobetonových pilot s ocelovými hroty pomocí instalací namontovaných na bázi osobních nebo nákladních tahačů.
Metoda se používá zejména při výstavbě základů pro stožáry elektrického vedení, radiokomunikací a dalších staveb, kde lze v dostatečné míře využít únosnost vrutových pilot a jejich odolnost proti vytažení.
Pracovní kroky zarážení pilot metodou šroubování jsou obdobné jako operace prováděné při zarážení pilot metodou zarážení nebo vibračním zarážením. Jen místo montáže a demontáže pokrývky hlavy zde nasazují a sundávají mušle.
4. Metody urychlení procesu pilotování. Takové metody jsou založeny buď na tlakové energii vodního paprsku (smývání půdy), nebo na využití efektu elektroosmózy.
– promýváním se půda kypří a částečně vymývá vodními proudy proudícími pod tlakem z několika trubek o průměru 38 mm, upevněných na hromadě.
Umístění tryskových trubek může být boční, když jsou dvě nebo čtyři tryskové trubky s hroty umístěny po stranách hromady, a středové, kdy je jeden jednoduchý nebo víceproudový hrot umístěn ve středu hnané hromady.
Použití splachování není povoleno, pokud existuje hrozba sedání blízkých staveb, jakož i v přítomnosti sestupných půd.
– pilotování pomocí elektroosmózy se používá v přítomnosti jódem nasycených hutných jílovitých zemin, morénových hlín a jílů. Pro praktickou realizaci způsobu se ponořená hromada připojí ke kladnému pólu (anodě) zdroje proudu a přilehlá ponořená hromada se připojí k zápornému pólu (katodě) stejného zdroje proudu. Při zapnutí proudu kolem hromady (anody) vlhkost půdy klesá a na hnané hromadě (katoda) se naopak zvyšuje. Po přerušení dodávky proudu se obnoví výchozí stav podzemní vody a zvýší se únosnost pilot, které jsou katodami.
5. Ponoření pilot do zmrzlých půd. Bez dalších operací se lze obejít při zarážení pilot výkonnými kladivy a vibračními kladivy, pokud hloubka mrazu nepřesáhne 0,7 m. V ostatních případech by měly být vytvořeny podmínky blízké létu. K tomu je nutné zabránit promrzání zeminy tím, že místa beranění předem zaizolujeme improvizovanými materiály (piliny, sláma atd.). Samotný proces beranění je identický s procesy přijatými pro letní podmínky.
Piloty se zapouštějí do tvrdých zmrzlých půd převážně dvěma způsoby: do rozmrzlé půdy nebo do vrtaných studní, jejichž průměr přesahuje největší velikost průřezu hromady. Při najíždění hromad do rozmrzlá půda nejprve se rozmrazí a poté se hromady ponoří do dutiny zkapalněné půdy vytvořené ve zmrzlé půdě. Půda se rozmrazí pomocí parní jehly perforované na spodním konci. Působením páry vycházející na špičce jehly se zemina zkapalní do tekutého stavu a hromada se do ní ponoří do konstrukční hloubky.
Způsob zarážení pilot do vrtaných vrtů (obr. 6.6) zajišťuje následující sled procesů a operací: vrtání studny; vyplnění studny písčito-hlinitou maltou na úroveň, při které je objem roztoku s určitým přebytkem dostatečný k vyplnění mezer mezi stěnami pilotového otvoru po jeho ponoření; ponoření hromady doprovázené vytlačením roztoku; odstranění pažnicové trubky Piloty jsou ponořeny do plastem zmražené vysokoteplotní hmoty (s průměrnou roční teplotou ne nižší než -1 °C) metoda zarážení nebo vrtání.
Způsoby instalace vycpaných pilot:
V závislosti na způsobu vytváření dutiny v půdě, způsobu ukládání a hutnění materiálu se rozlišují pěchované piloty: vrtané, pneumatické, vibromatované, frekvenčně dusané.
Schematické schéma zařízení plněných pilot se skládá z:
1. zařízení dutiny v zemi: v závislosti na vlastnostech půdy je zařízení dutiny
a) bez upevnění stěn studny: používá se ve stabilních půdách, které mohou podepřít stěny studny.
b) použití jílového roztoku, který drží stěny studny; Jílový roztok se na staveništi připravuje převážně z bentonitových jílů. Není dostatečně spolehlivý při provádění prací v zimě a je poměrně pracný.
c) s pažnicovými trubkami – možné za jakýchkoliv geologických a hydrogeologických podmínek. Pažnicové trubky mohou být odstraněny nebo ponechány v zemi během procesu výroby pilot. Části pažnicových trubek se spojují spoji speciálního provedení nebo svařováním.
2. vyplnění dutiny pracovním materiálem.
Metoda vrtání se používá při uspořádání pilot prům. 400 -1200 mm do hloubky až 30 m. Je-li potřeba zvýšit únosnost pěchovaných pilot, je ve spodní části uspořádáno rozšíření (pata). Vrtanou metodu lze provádět vrtáním dutiny všemi metodami, včetně použití pažnicových trubek.
Pneumatické piloty se používají při stavbě pilotových základů v zeminách s velkým přítokem vody, což ztěžuje stavbu vrtaných pilot. Betonová směs je v tomto případě uložena do dutiny pažnicové trubky za stálého vysokého tlaku vzduchu a betonová směs je přiváděna přes plavební komoru, která pracuje na principu pneumatických vstřikovacích jednotek.
Vibrované piloty se používají do suchých soudržných zemin, pažnicové trubky jsou ponořeny s vibračním unašečem, na jehož spodním konci je odnímatelná železobetonová botka. Po dosažení konstrukční značky je směs přiváděna do pláště přes vibrační unašeč. Probíhá hutnění a pěchování, po kterém se při plnění odstraní plášť a bota zůstane.
V hustých půdách se používají často dusané piloty. Plášťová trubka se špičkou se ponoří kladivem. Následné cykly jsou podobné metodě vibrotampingu.
Hromada – svislá nebo nakloněná tyč zapuštěná do země a sloužící k přenášení zatížení z budovy na zem.
Mříž je konstrukce pro přenos zatížení z budovy nebo konstrukce na hromadu.
Hlavní účel pilot: proříznutí slabých zemin horní části inženýr-geolog. Řezání a přenášení zátěže na odolnější vrstvy půdy.
Délka pilot závisí na: inženýr-geol staví podmínky. Plošiny (hloubka nosné vrstvy); zatížení přenášené na hromadu z budovy; příležitosti ve stavebnictví.
Podle materiálu: železobeton, Kov, dřevěný, kombinovaný.
Podle tvaru průřezu: kulatý plný a dutý, čtvercový, obdélníkový, čtvercový s kulatou dutinou, křížový, T atd.
Podle tvaru podélného řezu a) hranolový, válcový b) jehlanový, kuželovitý c) kombinovaný d) víceprofilový e) podélně členitý.
Podle způsobu ponoření do země: řízení(Ponořte se do země pomocí energie nárazu dieselového kladiva, bahenního kladiva, kladivové parní lokomotivy atd.); zapuštěné (zatížením horního konce hromady pomocí hydraulických zvedáků atd.) šroubování (kovové šroubové piloty); vibrační ponoření (prostřednictvím dynamických sil nebo dynamických sil působících sil v píscích) znuděné hromady(a) vrtání (b) vycpané (hromady bez hloubení z vrtů)
Podle povahy práce v zemi:hromady regály (spodní konec piloty spočívá na prakticky nestlačitelné zemině, zatížení je akceptováno. Odolnost zeminy pod spodním koncem piloty, boční (cca 0%) visící hromady(zatížení je vnímáno odporem půdy pod spodním koncem (čelní) a třecími silami podél bočního povrchu (boční) piloty (20-40%) a čelní (60-80%).
Podle umístění vzhledem k zemi:
Podle materiálu a výroby: – železobeton, kov, beton \ – prefabrikovaný, monolitický, prefabrikovaný monolit.
Podle umístění hromádek v roštu: volně stojící, na jedné hromadě, páska.
Spárování nadzemních konstrukcí (sloupy a stěny) s mřížemi je podobné jako u mělkých základů.
11. Metody stanovení únosnosti pilot. Stručný popis metod, jejich výhody a nevýhody.
Hromada-svislá nebo nakloněná tyč zapuštěná do země a sloužící k přenášení zatížení z budovy na zem.grilování –konstrukce pro přenos zatížení z budovy nebo konstrukce na pilotu. Únosnost hromady (Fd)-takové zatížení, které unese hromada ponořená do zeminy. 2 nosnost:
Na zemi (ke ztrátě stability hromady dochází v důsledku destrukce zeminy v kontaktu s hromadou).
Podle materiálu (ztráta stability piloty destrukcí těla piloty).
Metoda výpočtu podle vzorců SNiP 2.02.03.-85.
Pro piloty jsou regály určeny zeminou a materiálem, pro dodatečné výpočty je stanoveno minimum. U závěsných pilot je určena půdou.
“-” Metoda výpočtu yavl. Nejméně přesné.
“+” Předběžné posouzení hromady.
Metoda zkušebních statistických zatížení.
Terénní metoda, vyzkoušená, odeslána před projektem. Elev. Hromada. Po odpočinku. Svislé zatížení je na hlavu piloty přenášeno stupňovitě pomocí zvedáku. Po ustálení deformace pomocí průhybového měřidla se určí sedání piloty S a vynese se graf závislosti S (F) (je možné, že se pilota chová po 2 drahách).
“+” je nejpřesnější metoda.
“-” trvání a vysoké náklady.
Na základě řešení úrovně rovné práce provedené při zarážení hromady kladivem a odolnosti hromady proti potopení (UR-I Gersevanov). Testovací sekvence: ponoření Na úroveň designu Pilot, po odpočinku, je instalován beranidlo. Funkce Rána nebo několik ran. (10 d.c. -záloha). V tomto případě se usazení hromady měří od jednoho úderu nebo několika Sa, srov=(∑Sa,i)/n. Podle Gersevanovova vzorce (monogramy, grafy) až Savypočítané (nebo odstraněné) Fu,na určil Fd.
“-” není příliš vysoká přesnost.
“+” účinnost, schopnost určit Fd.
Metoda statistického a dynamického sondování.
Polní metoda. Pro testování cca. Model piloty vybavený senzory. Umožňuje určit odpor. Zemina pod spodním koncem a boční čárou, odpor vůči hloubce hromady se snadno určí a vynese do grafu. Podle získaných údajů o odporu se určí Fu, n a poté Fd pomocí vzorců SNiP nebo odstupňovaných grafů.
“-” nepříliš vysoká přesnost. “+” rychlost.
Pokud na stavbě def. Únosnost 5 pilot nebo méně při návrhu s použitím minimálních dat.
