Globoko temeljenje

Izdelava pilotov iz duktilnih cevi

Sodobno gradbeništvo zahteva tudi gradnjo v manj stabilnih terenih. V ta namen se je razvila tehnologija zabijanja pilotov iz duktilnih cevi. Namen uporabe je predvsem za temeljenje objektov, sanacijo temeljev obstoječih objektov, sanacijo plazov, izdelavo zagatnih sten, sidranje brežin, mikropilotiranje.

Temeljenje na osnovi duktilnih pilotov

Duktilni piloti so izvedeni iz duktilnega litega železa. V Sloveniji predstavljajo novo generacijo temeljenja z zabitimi piloti. Prvi so jih uporabili na Švedskem in so zelo razširjeni na Finskem, v Nemčiji ter Avstriji. Sistem pilotov je sestavljen iz duktilnih cevi izdelanih s centrifugalnem litjem, ki imajo patentiran nastavek za medsebojno spajanje cevi.

Posamezne cevi zabijamo z zabijali visokih frekvenc ter jih brez posebnih naprav povezujemo v poljubne dolžine. Posamezne cevi se izdelujejo v dolžinah 5 ali 6 metrov, za delo kjer smo omejeni z prostorom pa lahko naročimo tudi krajše. Material pilota je lito železo (označeno GGG – nemško Guss, Grau, Globural – litina, siva, grafit v obliki krogle) ki se za razliko od sive litine ne poškoduje ter je obstojna tudi pri visokih obtežbah ter obremenitvah. Duktilno lito železo ima pri deformacijah cca 30% boljše lastnosti kot gradbeno jeklo St.37. Vgradnja pilotov je dokaj enostavna. Trenutno ima opremljen stroj za zabijanje pilotov podjetje Vilkograd iz Šentjurja pri Celju.
Zaradi majhne mase pilotov (ne več kot cca 35 kg/m) je pilot zelo lahko transporten do gradbišča ter po gradbišču samem. Vgrajujemo jih lahko tudi na utesnenih in težkih mestih. Pri tem največkrat ni potrebno izdelati tanponske podlage in dovoznih ramp, tako da je cena priprave mesta vgradnje zmanjšana na minimum. Pilote lahko zabijamo tudi pod različnimi koti v posebnih primerih tudi horizontalno. Prvo cev pilota opremimo z čevljem, postavimo na končno višino izkopa ter zabijemo. Nato na njo preko konusnega nastavka povežemo naslednjo cev.

Z zabijanjem dosežemo togo ter odporno povezavo. Pilot zabijemo do končne globine z točno določeno energijo, eventuelni predolgi del pilota pa odrežemo na načrtovano višino. Ostanek cevi lahko opremimo z zabijalnim čevljem, ter porabimo za naslednji pilot, zato so tudi racionalni, ker praktično ni odpada. Pilot lahko zapolnimo z betonom. Za povečanje nosilnosti lahko s sprotnim injektiranjem okoli pilota ustvarimo injektirano telo. Če v še ne strjeno betonsko maso vtisnemo betonsko jeklo, lahko takšne pilote uporabimo kot natezne pilote ali natezne geotehnične elemente nasploh. Glava pilota se izdela glede na statične potrebe. Na pilote se lahko privari plošča za raznos obtežbe, saj se duktilna litina lahko vari s posebnimi elektrodami.

Kar smo napisali doslej so splošni opisi izdelave pilotov. Ker pa vemo, da za projektiranje potrebujemo mnogo več, bi želeli predstaviti še tehnično stran. Tehnični podatki temeljijo na osnovi dejanskih izmer posameznih projektov. Zato smo skupaj z specializiranim podjetjem za merjenje dinamičnih obremenitev SLP v praktičnih primerih projektov dokazali zelo presenetljive rezultate.

A. Namen ter vgradnja

  • Piloti so primerni za raznovrstna temeljenja tudi zelo velikih projektov, sanacijo plazov, izdelavo opornih zidov, sanacijo temeljev obstoječih objektov itd.
  • Primerni so v treh različnih vrstah izvedbe glede na tehniko zabijanja
  • brez injektiranja
  • z naknadnim injektiranjem ter vgradnjo armature
  • s sprotnim injektiranjem pri čemer močno povečamo površino plašča pilota
  • Trenutno ponujeni piloti na tržišču so premera fi 118 mm z debelino stene 8-10 mm ter premera fi 178 mm z debelino stene 8 – 13 mm.

B. Tehnični podatki

Po izdelavi nekaj projektov zabitih pilotov so bila izvedene dinamične meritve obremenitev pilotov. Meritve pilotov smo opravljali po metodi Pile Driving Analyser – model Pak. Metoda ter postopek meritev je standardizirana s standardom ASTM D4945-89. Po opravljenih meritvah se podatki analizirajo z CAPWAP programom. Tako smo dokazali, da uspemo prekoračiti z zabijalom podjetja Vilkograd mejne dopustne obremenitve pilotov. Te dosežene obremenitve se gibljejo po naslednjih vrednostih:

1. Vertikalne statične nosilnosti za posamezen pilot

  1. Pilot premera fi 118 mm neinjektiran, dosežena nosilnost od 400 do 550 kN
  2. Pilot premera fi 118 mm z naknadnim injektiranjem, dosežena nosilnost 500 do 700 kN
  3. Pilot premera fi 178 mm neinjektiran, dosežena nosilnost 750 do 1050 kN
  4. Pilot premera fi 178 mm z naknadnim injektiranjem, dosežena nosilnost 1100 do 1270 kN

Za nosilnost pilota narekuje nosilnost pilota odpor zemljine,ki pa je od primera do primera različna.

2. Strižne nosilnosti

Mejna strižna nosilnost duktilnega pilota je ob predpostavki, da je strižna trdnost enaka polovici napetosti pri 0,2% plastični deformaciji, torej 150 Mpa, enaka

  1. za pilot premera fi 118 mm znaša 220 kN
  2. za pilot premera fi 178 mm znaša 380 kN

3. Zaključek

Po vseh navedenih podatkih smatramo, da je sam pilot iz tehničnega ter finančnega vidika zelo zanimiv. Poudariti je potrebno, da podjetje Vilkograd za zgoraj navedene pilote pridobilo priporočilo k tehnologiji, ter uporabi zabitih pilotov iz duktilnega litega železa, s strani Univerze v Mariboru, Fakulteta za gradbeništvo – inštitut za geotehniko. Predvsem pa je pomembno da imajo te vrste pilotov ogromno prednosti, kot so:

  • odpornost materiala
  • visoka korozijska obstojnost
  • hitra ter kvalitetna izvedba
  • takoj po izvedbi pilota je možno pričeti z nadaljnimi deli kar časovno veliko pomeni
  • enostavna ter varna uporaba
  • majhna teža
  • sorazmerno majhna potrebna gradbena mehanizacija
  • majhen vpliv na okolje
  • presenetljivi rezultati obremenitev
  • primerni za visokogradnjo, nizkogradnjo, podporne zidove itd.
  • izdelava v zelo nedostopnih terenih
  • možnost zabijanja pilotov pod kotom
  • sorazmerno velika dopustna obtežba
  • 100% rezultati zveznosti pilota
  • pri sami izvedbi ni odpadkov cevi
  • nizki stroški investicije
  • glave pilotov ni potrebno posebej obdelati
  • nosilnost pilotov se lahko določi na gradbišču z empiričnimi izračuni
Zabijanje pilotaZabijanje pilota
Zabijanje pilota možno tudi pod kotomZabijanje pilota možno tudi pod kotom
Izvajanje dinamičnih meritev po posebni metodi Izvajanje dinamičnih meritev po posebni metodi
Izvedeni piloti Izvedeni piloti

Zabijanje pilota brez injektiranja

Pri tem načinu zabijemo cev v zemljino. Pilot običajno zabijemo v trdo do 1/3.
S to izvedbo dobimo nosilne vrednosti, ki pa so odvisne od nosilnosti tal.

pilot 118 mm – 300 do 500 kN
pilot 170 mm – 500 do 900 kN

Ta način izvedbe je primeren za temeljenja kjer dosežemo na koncu trdo podlago, sanacijo plazov, zagatne stene, točkovno temeljenje, itd.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zabijanje pilota z naknadnim injektiranjem

Pri tem načinu zabijemo pilot do zahtevane globine, nato vložimo armaturo ter pilot injektiramo z betonsko mešanico.
Z to izvedbo dosežemo nosilne vrednosti ki so odvisne od nosilnosti tal.
pilot naknadno injektirani fi 118 mm 350 do 600 kN
pilot naknadno injektirani fi 170 mm 700 do 1050 kN

Ta način izvedbe je primeren predvsem za temeljenja kjer dosežemo na koncu trdo podlago, sanacijo plazov, zagatne stene, sidranja brežin, temeljne grede, itd.

 

 

 

 

Zabijanje pilotov z sprotnim injektiranjem

Pri tem načinu zabijemo pilot s podstavkom večjega premera kot je imenski premer duktilne cevi. Sproti z zabijanjem pa pod tlakom potiskamo beton kateri zapolnjuje vrtino. Pri tej izvedbi lahko izvajamo pilote premerov:
pilot iz duktilne cevi fi 118 mm od fi 150 mm do fi 200 mm
pilot iz duktilne cevi fi 170 mm od fi 200 mm do fi 300 mm

S to izvedbo dosežemo nosilne vrednosti, ki so odvisne od tal
sprotno injertirani pilot fi 150 do fi 200 mm 300 do 600 kN
sprotno injektirani pilot fi 200 do fi 300 mm 700 do 110 kN

Ta način izvedbe je primeren predvsem takrat kadar je podana zahteva, da pilot nosi na plašč oz. kadar ne dosežemo v globini trdnega terena. Pilot v tem primeru nosi predvsem na plašč.

 

 

 

 

 

 

Posamezni shematski primeri uporabe duktilnih pilotov

sh1

sh2

sh3

Temeljenje nosilcev

Temeljenje nosilcev

Temeljenje jaškov

sh4

sh5

sh6

Temeljenje kanalizacij

Zagatne stene

Sidranje nasipov

sh7

sh8

sh9

Temeljenje silosov

Dvojno temeljenje objektov

Klasično temeljenje objektov

sh10