Nosnost šroubové piloty nebo zeminy. Výpočet pilot 89, 108, tabulka

Nejprve je třeba říci, že výraz „únosnost šroubové piloty“ není zcela správný.

Bez ohledu na typ konstrukce bude schopnost pilot absorbovat návrhové zatížení určena především únosností zeminy a teprve poté konstrukčními a geometrickými parametry konkrétních pilot, které budou také přiřazeny s ohledem na zatížení. a údaje o půdních poměrech konkrétního staveniště.

Nemá tedy smysl mluvit o nosnosti šnekových pilot jakéhokoli provedení a standardní velikosti, pokud nerozumíte půdám, do kterých bude následně instalována. Ale kolik výzkumu bude stačit k získání všech potřebných informací?

Nosné vlastnosti zemin

Únosnost půdy je jedním z hlavních parametrů, které určují, zda základ vydrží zatížení, které na něj přenáší základ budovy.

Únosnost zeminy je charakterizována zatížením (napětím), které základ vydrží v mezním stavu, tzn. při nejmenším nárůstu dochází k destrukci půdy (vývoj sesuvných oblastí). V projekční praxi se člověk k tomuto stavu nikdy nepřiblíží, protože Variabilita půdních vlastností i v rámci lokality je poměrně vysoká a tento mezní stav nelze jednoznačně určit. Navíc, když se přiblížíte

zatížení na mezní hodnotu deformace se vyvíjejí se zrychlením, protože k destrukci půdy na základně (vývoj skluzových ploch) nedochází okamžitě, ale postupně.

Na jakémkoli grafu „zatížení-sednutí“ získaném při zatížení základu lze zhruba rozlišit tři zóny, které charakterizují stav základu půdy při zatížení.

Po zahájení aplikace zatížení se deformace zvyšují lineárně, tedy konstantní rychlostí, protože zemina je ve fázi zhutňování a nedochází k rozvoji zón plastické deformace.

Poté graf nabývá křivočarého tvaru, to znamená, že při konstantní rychlosti zatěžování dochází se zrychlením k deformacím. To znamená, že se na základně vytvořily a rozvíjejí zóny plastické deformace (kluzné plochy).

Třetí zóna je, když dochází k přírůstku deformací bez zvýšení zatížení. To znamená, že je porušena konečná rovnováha a zatížení překračuje únosnost základu.

Při navrhování objektů je zatížení přiřazeno tak, že základ pracuje ve stavu blízkém hranici mezi první a druhou zónou. Chcete-li například přiřadit zatížení pro základ na přirozeném základu, použijte parametr, jako je např

„vypočítaný odpor“ (tabulky 1 a 2). Tato hodnota je bod na grafu sedání zátěže, který leží na hranici mezi zónami 1 a 2.

Tabulka 1 – Vypočítané odpory písku, R

Tabulka 2 – Vypočítané odpory jílu
(neklesající) půdy, R

Únosnost zeminy, pokud jsou všechny ostatní věci stejné, se zvyšuje s její hloubkou v důsledku tlaku vytvářeného nadložními vrstvami.

Parametry šroubových pilot

Ocelové šroubové piloty
rozdělené:

• podle typu pilot – plné a kompozitní;
• podle typu lopatek – lopatkové, spirálové, kombinované;
• podle typu špiček – s uzavřenými (kónickými) a otevřenými (trubkovými) rovnými nebo odříznutými;
• podle způsobu výroby hrotů – se svařovanými, litými nebo kovanými hroty;
• podle počtu čepelí (spirál) – s jednou čepelí (spirála), s několika (2, 3, atd.) čepelí (spirály), včetně různých průměrů;
• podle druhu a způsobu nanášení antikorozního ochranného nátěru.

Z hlediska charakteru vnímání zatížení lze šroubové piloty rozdělit do dvou velkých skupin:

• na úzkočepelové (průměr čepele přesahuje průměr kmene méně než 1,5krát);
• až širokočepelí (průměr čepele přesahuje průměr kmene více než 1,5krát).

Úzké modifikace čepele absorbují zatížení díky:

• vysoká únosnost zemin;
• vypočítaný počet závitů, rozteč a šířka čepele, což umožňuje plně zohlednit tření na boční ploše hlavně.

Výsledkem je, že takové struktury fungují dobře v půdách s vysokou únosností (zejména silné sezónní mrazy a permafrost).

Současně je kvůli značnému tření na bočním povrchu hlavně nutné pro ně provést výpočty, aby působily proti tangenciálním silám mrazu.

Širokoplošné modifikace dobře snášejí návrhové zatížení i při instalaci v půdách vyznačujících se nízkou únosností, což je možné díky:

• dostatečná opěrná plocha;

• výběr konfigurací lopatek vhodných pro půdní podmínky;
• přiřazení takových parametrů, jako je vzdálenost mezi lopatkami, rozteč, úhel sklonu lopatek, pokud jsou lopatky dvě nebo více (podrobněji v článku).

Rozhodující význam však budou mít i pro tuto skupinu únosné vlastnosti zemin. Například hromada se širokým ostřím o průměru hlavně 57 milimetrů a ostří 200 milimetrů, instalovaná v zemině s vysokou únosností, vydrží zatížení až 5 tun, zatímco konstrukce s průměrem hlavně 159 milimetrů s ostřím 500 milimetrů, instalovaným v měkké půdě, unese méně než 5 tun.

Na základě výsledků našeho výzkumu byl sestrojen graf závislosti únosnosti šnekové piloty na vlastnostech základu a konstrukčních vlastnostech piloty (obrázek 1). Jak je patrné z prezentovaných závislostí, únosnost je dána především vlastnostmi zeminy, neboť změna tohoto parametru od návrhových vlastností piloty je méně významná než od parametrů zeminy. Při výběru návrhu piloty je nutné vzít v úvahu půdní poměry lokality, jejich variabilitu jak půdorysnou, tak hloubkovou. Bez přesných informací o půdních poměrech nelze vybrat nákladově efektivní návrh tak, aby zajistil provozní spolehlivost po celou dobu životnosti budovy.