Vrtané piloty s pažnicí: instalační technologie

Technologie zařízení vrtaných pilot s pažnicí: instalační prvky, video

V případech, kdy je základ pro budoucí stavbu budován v podmínkách složitých půd s vysokým rizikem jejich posunu, je vhodné použít vrtané piloty s pažnicí. Tato technologie, která je uznávána jako jedna z nejbezpečnějších, se také používá v případech, kdy se plánuje výstavba budoucí budovy v oblasti charakterizované hustou zástavbou.

Základ z vyvrtaných hromad

Esence technologie

Pažnicí trubky pro vrtané piloty (BNS) použité v uspořádání základu se mohou lišit jak svými geometrickými parametry, tak svým provedením. Vysoká spolehlivost základových konstrukcí získaných touto technologií je zajištěna tím, že jejich základ tvoří kromě betonu rámy, pro jejichž výrobu je použita kovová výztuž. Konstrukce získaná touto metodou je nejen bezpečně upevněna v zemi, ale sama o sobě vykazuje výjimečně vysokou tuhost a stabilitu.

Technologický postup montáže vrtaných pilot s pažnicí

Technologie zařízení vrtaných pilot je následující:

1. V předem vybraném místě staveniště se vrtá studna požadovaného průměru a hloubky schválené projektem, k čemuž slouží speciální vrtná souprava.
2. Do výsledné studny je ponořena pažnicová trubka pro piloty. Je důležité, aby hloubka, do které jsou takové trubky ponořeny, byla předběžně vypočtena a schválena projektem.
3. Vnitřní dutina potrubí je zbavena rozpadající se zeminy. K tomu se používají různé technické prostředky (zejména zeminu z potrubí lze vymývat vodou přiváděnou pod značným tlakem).
4. Do otvoru pažnicové trubky se spouští výztužná klec pro vrtanou hromadu, zbavená rozpadající se zeminy.
5. Betonový roztok se nalije do vnitřní dutiny trubky, ve které je umístěna výztužná klec. Tento proces, řečeno odborným jazykem, se nazývá pouze hromadění.
6. Po zalití betonem se trubky po sekcích odstraňují ze země.

Zařízení vrtaných pilot se samozřejmě provádí podle technologie, která má řadu nuancí. Musí být zohledněny při jeho praktickém provádění.

Výhody vrtaných pilot

Mezi četnými výhodami použití pilot BNS lze rozlišit několik nejvýznamnějších, mezi které patří následující.

• Plnění takových pilot betonovým roztokem se provádí rychle a efektivně.
• Všechny stupně technologie pro instalaci vrtaných pilot jsou pro své umělce vysoce bezpečné.
• Vycpaná hromada se díky zvláštnostem technologie jejího uspořádání vyznačuje mimořádně vysokou únosností, odolností proti mechanickému namáhání a tedy spolehlivostí.
• Pomocí pilot BNS je možné vytvořit spolehlivé základy i ve slabých a vodou nasycených půdách.
• Použití této technologie umožňuje jasně kontrolovat dodržování všech požadavků projektové dokumentace a také přesně zohledňovat geologické a inženýrské podmínky, ve kterých se tento proces provádí.
• Uvažovaná technologie umožňuje vytěžit z vytvářené studny velké kameny a balvany.
• Při provádění vrtů pomocí této technologie není půda vystavena vibracím a dynamickému zatížení.
• Další důležitou výhodou použití této technologie je obrat použitých pažnicových trubek, které lze použít opakovaně.
• Je možné ovládat všechny fáze vrtání až po dosažení vodonosné vrstvy.
• Úplná ochrana stěn vytvořené studny před kolapsem půdy umožňuje blokovat nebezpečné horizonty (jako je například pohyblivý písek).
• Ve studnách získaných touto technologií, pokud je při instalaci vrtaných pilot zajištěno použití výztužné klece, neexistují žádné takzvané hrdla, které výrazně snižují kvalitu a spolehlivost hotové konstrukce.
• Použití pažnicových trubek pro instalaci vrtaných pilot, jakož i jejich další provoz, je povoleno za jakýchkoli klimatických podmínek.

Zalití plášťové trubky betonovou maltou

Nuance použití plášťových trubek

Použití pažnicových trubek umožňuje vyhnout se tak negativnímu jevu, jako je sypání zeminy ze stěn vytvořené studny. Díky tomu se trubky tohoto typu aktivně používají nejen k vytváření základových konstrukcí v průmyslovém a inženýrském stavitelství, ale také k posílení stěn plynových, vodních a ropných vrtů. Struktura pažnicových trubek je tvořena samostatnými segmenty takových výrobků, které jsou vzájemně propojeny svařováním nebo pomocí speciálních upínacích zařízení (jako “Kato”, “Betono” atd.).

Po vložení výztužné klece pro montáž vrtaných pilot do vnitřních částí pažnicových trubek a nalití betonové malty se samotné trubky odstraní. V některých případech, pokud je to stanoveno požadavky projektu, technologie umožňuje ponechání pažnicových trubek na místě.

Instalace výztužné klece uvnitř plášťové trubky

Moderní výrobci vyrábějí plášťové trubky různých průměrů, což umožňuje optimálně vybrat takové výrobky pro uspořádání studní pro různé účely. Mezinárodními normativními dokumenty, v jejichž ustanoveních jsou požadavky na geometrické parametry pažnicových trubek, jsou normy Leffer a Bauer. Podle požadavků těchto norem mohou být vnitřní průměry pažnicových trub pro vrtané piloty v rozmezí 620–2500 mm a vnější průměry od 640 do 2580 mm.

Pro spouštění pláště do předem připravené studny se používají různé techniky. Nejběžnější jsou:

• pohon pažnicových trubek, pro které se používá speciální vibrační zařízení;
• ponoření pažnicových trubek vrtáním, které může být prováděno nárazovým nebo rotačním způsobem.

Montáž pláště otáčením

Použití rotační techniky zajišťuje, že se nejprve vyvrtá do země vrt pro první úsek potrubí, u kterého se nejprve provedou všechna potřebná měření. Po ponoření prvního úseku pažnicové trubky do připravené studny je vyvrtán její druhý úsek, přičemž se rovněž řídí geometrickými parametry příslušného úseku. Provedením postupného vrtání a ponořením vzájemně spojených částí pažnicových trubek namontují celou trubkovou konstrukci pro vrtanou hromadu.

Podstatou nárazové metody instalace pažnicových trubek je to, že trubkové části jsou jednoduše zatlučeny do země, k čemuž se používá speciální zařízení. Usazování potrubí, prováděné touto technologií pro instalaci vrtaných pilot, může být provedeno před nebo s určitým zpožděním vzhledem k prováděnému porubu. Vše závisí na vlastnostech půdy, ve které je studna vrtána (zejména na její propustnosti).

Rozsah použití konstrukcí z vrtaných pilot

Není možné odpovědět na otázku, co jsou vrtané piloty, aniž bychom uvedli rozsah jejich použití. Hromady tohoto typu se používají pro:

1. výstavba stavebních konstrukcí v oblastech, kde je půda náchylná k sesuvům;
2. výstavba v oblastech vyznačujících se vysokou hustotou zástavby;
3. provádění stavebních prací v oblastech s obtížnými geologickými podmínkami.

Využití vrtaných pilot v soukromé bytové výstavbě

Použití pilotových konstrukcí, jejichž stěny nejsou dodatečně vyztuženy, je povoleno v případech, kdy se základ buduje v oblastech s tvrdoplastickou a tvrdou zeminou, jako je například jílovitá zemina bobtnavého typu. Kromě toho je možné montovat piloty s nevyztuženými stěnami, když jejich celková délka nepřesahuje 30 metrů.

Technologie uspořádání vrtaných pilot se úspěšně používá v případech, kdy jsou budovy pro různé účely postaveny v místech vyznačujících se vysokou seismickou aktivitou. Kromě toho se vrtané pilotové konstrukce používají ke zpevnění základů již postavených budov a také ke zpevnění půdy v oblastech s výrazným sklonem.

Vrtané piloty s pažnicí: instalační technologie

Pilotová betonáž se používá při výstavbě příměstských budov a chat na slabých a sypkých půdách. Zpočátku byla technologie konstrukce pažnicových trubek (VPT) využívána při vybavování vrtů v ropném a plynárenském průmyslu. Postupem času však předložený způsob vztyčování spolehlivých podpěr hladce přešel na stavbu domů. Vybavené opěrné prvky díky metodě provedení zabraňují sypání zeminy jak při vrtání studny, tak po dokončení všech zemních prací.

Technologie a možnosti instalace

Vzhledem k vysoké hustotě materiálu se trubky snadno dostávají do půdy, což zabraňuje propadu země. Pažnicové prvky pro vybavení podpěr vrtaných pilot jsou zpravidla vyráběny v sekcích. Každá součást je k sobě připevněna pomocí svářečky a pomocných spojovacích prvků.

V některých případech se po konečném nasypání hromádek demontuje vztyčené pažnice “pažnice”. Časté jsou však případy, kdy se v okamžiku vstupu do země povrch trubky silně přilepí k zemi, což nutí vývojáře, aby si z důvodu úspory času a námahy betonovali samotné prvky pláště.

Jedinou nevýhodou zkoumané technologie je nedostatečná kontrola průsaků podzemní vody. Pokud je plášť instalován přes vodní vrstvu, existuje zvýšené riziko, že proudění vyplaví část slabého betonu.

Pro maximální ochranu proti takovému nepříjemnému momentu při čištění vnitřní dutiny pažnicové trubky sledujte vlhkost vytěžené zeminy a v případě nadměrného nasycení přidejte do roztoku před betonáží speciální stabilizační přísady.

Odrůdy instalace

Instalace vyvrtané podpěry

Existuje několik způsobů, jak ponořit plášťové trubky do půdy:

• typ příklepu (doprovázeno vrtáním, prvky pažnice vstupují do země pomocí tlaku hydraulických zvedáků instalovaných paralelně na speciálních vrtacích zařízeních), konstrukce pažnice se buduje, když požadovaná hloubka podpěr pilot překročí velikost vybaveného kryt.
• rotační typ (u této varianty je zpočátku zkonstruována středová jímka na délku zakoupené pažnicové sekce, která je ponořena současně s vrtáním; po instalaci prvního prvku proces vrtání pokračuje se současným nastavením druhého sekčního výrobku, atd. do dosažení požadované hloubky; po dokončení pokládky všech konstrukcí pažnice ze vzniklé dutiny se rozdrobená zemina očistí pomocí vrtné soupravy)

Pro vrtání je zpravidla vhodnější použít zařízení vybavené tyčí Kelly. Hlavní výhodou takového vrtáku je předstihový efekt při vrtání studní. Během provozu se lopatky produktu od sebe oddálí o nastavenou vzdálenost a při poklesu vertikálního tlaku se vrátí do své výchozí polohy odpovídající průměru vnitřní dutiny trubky.

Když se vrták vrátí do své původní polohy za šnekem (speciální transportní zařízení), přebytečná zemina se zvedne z konstrukce pláště a v důsledku kruhového otáčení je rozptýlena po obvodu výklenku, který má být vybaven.

Požadované nástroje a přípravky

Pro efektivnější provádění všech instalačních prací bude nutné předem připravit následující nástroje a materiály:

• rozšiřovač pro patu vlasu;
• rám z výztužných tyčí;
• betonová plášťová trubka;
• automatická míchačka betonu;
• vibrátor pro pohon a tažení pilot;
• jílový roztok;
• dřevěné desky, ze kterých budou vyrobeny okapy;
• sada rychloupínacích svorek;
• spodní ventil;
• kompozitní vibrační jádro;
• dávkovací násypka;
• hlavní dirigent.

Použití elektrických a automatizovaných zařízení značně zjednodušuje proces výstavby a také šetří čas a pracovní síly.

Obecná stavební technologie

Algoritmus pro instalaci podpor

Instalace vycpaných pilot s pažnicovými trubkami nevyžaduje hluboké stavební dovednosti a znalosti. Podle obecného principu se do instalované konstrukce pláště instaluje rám výztuže a vnitřní dutina se vylije betonem. Z výrobních funkcí je třeba zdůraznit následující body:

1. Studna je vyplněna betonovou maltou (asi metr od délky potrubí).
2. Vertikální pohyb pláště se provádí tak, aby tloušťka betonové vrstvy v potrubí byla 30-40 cm.
3. Střídavě provádíme popsané body, dokud není dosaženo požadované výšky.

V důsledku nerovností stěn vrtu beton co nejvíce vyplní vytvořené dutiny, čímž spolehlivě zpevní vytvořený nosný prvek a zafixuje jej na svém místě.

Důležité funkce

Instalovaná výztužná klec

Výztužný rám není položen po celé délce vybrání, ale blízko povrchu země. Bezprostředně po betonáži je nutné výztužnou konstrukci prohloubit maximálně o 1,5-1,8m.

Při absenci tekutosti půdy je účelnější vrtat studnu bez použití pažnicových trubek. V tomto provedení je rám upevněn na stěnách kopané studny a nalije se beton.

V situaci, kdy se vrtaná studna vytvoří na slabých nebo vydatných půdách podzemní vody bez vážného opláštění, je vhodné před betonováním přidat jílovou směs s ponořeným vrtákem. Smícháním jemně dispergovaného jílu a vody se připraví mírně adstringentní kompozice, která vytvoří spolehlivou ochrannou vrstvu, která zabrání vydatnému pronikání vlhkosti. V budoucnu se přebytečná hlína vytlačí betonovou maltou.

Vyvrtané hromady na suchých a mírně vlhkých půdách

Postup výroby podpěr vrtaných pilot zahrnuje následující kroky:

• instalace a upevnění vrtacího mechanismu;
• vrtání studní;
• likvidace přebytečné zeminy;
• lití betonu;
• instalace rámu z výztužných tyčí.

Obecný popis postupu prací

Vrtná souprava pracující podle technologie rotačního vrtání tvoří vrt požadované hloubky a průřezu v přísném poměru k požadavkům zpracovaného projektu a použitému zařízení. Aby se předešlo možnému zborcení zeminy, doporučuje se instalovat na ústí vrtu kovovou trubku.

Po dosažení požadované hloubky se ve spodní části vybaveného vybrání pomocí expandéru připraví dutina, která plní roli „paty“ podpěry piloty. Poté je zemina odstraněna a rám je instalován z výztuže. Dále spustíme betonovou pažnicovou trubku na dno studny a namontujeme přijímací nálevku.

Konečnou fází je betonáž vnitřní dutiny trubek a opracování hlav pilotových podpěr speciálním vodičem. Prezentovaný způsob umožňuje vybavit podpěry vrtaných pilot o průměru 500 až 1200 mm a délce až 35 m.

Vrtané hromady na půdách s nadměrným obsahem podzemní vody

Nejracionálnější je použití podpěr vyvrtaných pilot při instalaci základny na nestabilních půdách. Vzhledem k dostupnosti konstrukce během vrtání jsou piloty vybaveny dodatečnou fixací stěn tvořených přetlakem vlhkosti nebo jílového roztoku.

Zařízení studny se provádí jak šokovými, tak rotačními metodami. V případě průchodu vrtáku tvrdými horninami je vhodné použít speciální výměnné pracovní trysky příklepového typu.

Pokrok

Zařízení vrtaných pilotových podpěr s fixací roztoku jílu:

1. Montáž vrtacího mechanismu a výroba studny.
2. Výroba expanzní roviny.
3. Instalace kostry z výztužných tyčí.
4. Montáž plášťových trubek.

Pro regulaci nekontrolovaného šíření vytěžené hmoty po obvodu vrtné soupravy jsou šikmo v jejím směru namontovány dřevěné žlaby vyrobené z jakýchkoli dostupných materiálů.

Během práce je vrtačkou přiváděn roztok jílu, jehož hlavním účelem je působit proti sesouvání zeminy vzniklé hydraulickým tlakem. Nakonec se při konstantní cirkulaci kompozice na bočních stěnách vytvoří hliněný koláč.

Podívejte se na video o tom, jak nainstalovat podpěry vlastníma rukama.

Po dokončení činností spojených s vrtáním studny a čištěním vyhloubeného dnu se do vrtané studny instaluje zesílený rám. Finální fází technologie VPT je fixace betonových pažnicových trubek. Se zahájením betonáže se trubka vyjme z vrtu výše popsaným způsobem a vybavená pilota se vylisuje.

V případě použití sekčních konstrukcí s náběhem každé z dílčích sekcí je nutné rozpojit spojovací svorky, čímž se sníží měrná hmotnost konstrukce pláště a sníží se námaha na její vytažení.

Montáž pilotových podpěr s fixací pažnicové trubky

Výhodou prezentované technologie je široká škála její aplikace v různých hydrogeologických podmínkách. Pažnicové prvky lze v závislosti na míře slepení ze zeminy vyjmout, jako ve všech výše uvedených případech metodou VPT, nebo je lze paralelně upevnit do zeminy spolu se zhotovovanou hromadou.

Podstatným rozdílem této techniky je způsob spojování komponent. Vzhledem k tomu, že návrat potrubí není u měkkých zemin obtížný, odborníci doporučují používat klasické kovové spojovací svorky, nicméně při uspořádání vrtaných studní na půdách se složitou strukturou je nejvhodnější upevnit spojovací prvky svařovacím strojem.

Doporučujeme sledovat video o tom, jak se provádí instalace podpěr s fixací potrubí.

Montáž pažnicových trubek se provádí zatlačením do půdy pomocí speciálních zvedáků, narážecích zařízení nebo vibrací.

Závěr

Na závěr bych chtěl upozornit na skutečnost, že výroba vrtaných pilot podle principu VPT je jedním z nejúčinnějších způsobů, jak vybudovat spolehlivou podporu. Všechny nedostatky této technologie, spojené s použitím speciálního vybavení a nadsazenými náklady, jsou více než kompenzovány praktičností a dlouhou dobou provozu. V tomto ohledu byste již ve fázi projektování domu měli zvážit pro a proti každé technologie a na základě rozboru půdy si určit pro sebe nejvhodnější typ.