piloti - rudar.rgn.hrrudar.rgn.hr/~pkvasnic/09_piloti.pdf · toranj crkve sv. marka u veneciji,...

PILOTI

METODA DUBOKOG TEMELJENJA

Toranj crkve Sv. Marka u Veneciji, Toranj crkve Sv. Marka u Veneciji, temeljen na drvenim pilotima.temeljen na drvenim pilotima.

•Sagrañen oko 900 god., visine

100 m, nagnut 80 cm od vertikale

•Drveni piloti

•1902. se srušio zbog loše

rekonstrukcije

Drveni piloti su kvalitetni ako su

Stalno ispod raz. podz. vode.

Silu u tlo piloti mogu prenositi na slijedeće načine:Silu u tlo piloti mogu prenositi na slijedeće načine:a) preko vrha (kao stupovi) kad je dobro nosivo tlo u za pilote a) preko vrha (kao stupovi) kad je dobro nosivo tlo u za pilote dohvatljivoj dubini;dohvatljivoj dubini;b) trenjem preko plašta stupa i vrha, kad je tlo jednolično do većih b) trenjem preko plašta stupa i vrha, kad je tlo jednolično do većih dubina;dubina;c) kombinirano c) kombinirano -- preko vrha i trenjem na plaštu;preko vrha i trenjem na plaštu;d) zbijanje tla pilotima.d) zbijanje tla pilotima.

Primjeri različitih slučajeva temeljenja na pilotima.Primjeri različitih slučajeva temeljenja na pilotima.

a) b) c) d)

h)g)f)e)

Izobare (linije jednakih naprezanja) u tlu ispod.Izobare (linije jednakih naprezanja) u tlu ispod.Treba biti barem D> 2B, za trakaste temelje i Treba biti barem D> 2B, za trakaste temelje i

D>1,5B, za kvadratične temeljeD>1,5B, za kvadratične temelje

Kada su piloti efikasni?

Tipovi pilota prema načinu izrade

i vrsti materijala

• Zabijeni piloti izrañeni u tlu (piloti tipa Franki)

• Bušeni piloti (Benoto)

• Zabijeni piloti

• Utisnuti piloti • Utisnuti piloti

• Vijčani piloti

• Materijali: drvo, beton i armirani beton, čelik

Zabijeni piloti izrañeni u tlu Zabijeni piloti izrañeni u tlu -- FrankiFranki pilotipiloti

Strojevi za zabijanje Franki pilota (makare)

Bušeni piloti,Bušeni piloti,Sistem BenotoSistem Benoto

laviranje

čelična kolona

grabilica, "greifer"

ISKOP

- meko tlo grabilicom

- tvrdo tlo prethodno se

razbija sjekačem

beton

teški čelični

čekić - sjekač

BETONIRANJE

- prednosti za rad u kršu i nasipu

- rad relativno spor

kontraktor

cijev

slabo tlo

stijena

BušeniBušeni pilotipiloti sasaBušeniBušeni pilotipiloti sasastopomstopom uu stijenistijeni

Obrada glave bušenog pilotaObrada glave bušenog pilota

ZabijeniZabijeni pilotipiloti

StrojeviStrojevi zaza zabijanjezabijanjepilotapilota

StrojnaStrojna zabijalazabijala::

a)a) padompadom čekićačekića kojikoji sesestrojnostrojno podižepodiže prekopreko vitla,vitla,b)b) dieseldiesel čekićem,čekićem,c)c) parnimparnim čekićem,čekićem,

a) b)

pokretni cilindar

ispušni otvor

dovod goriva

prijenos udara napilot

d)

c)c) parnimparnim čekićem,čekićem,d)d) vibracijskivibracijski..

čekić

opruge

kapa kruto vezana na pilot

pilot

rotirajući

ekscentrični tereti

Stroj za zabijanje pilotaStroj za zabijanje pilota

Zabijeni pilotiZabijeni piloti -- pilot u dijelovima, spreman za zabijanjepilot u dijelovima, spreman za zabijanje

Zabijeni pilotiZabijeni pilotiPodizanje pilota za zabijanjePodizanje pilota za zabijanje

Zabijanje prvog elementa pilotaZabijanje prvog elementa pilota

Zabijanje pilotaZabijanje pilota

Zabijeni piloti Zabijeni piloti –– gornji kraj zabijenog pilotagornji kraj zabijenog pilota

PREDNOSTI I NEDOSTACI ZABIJENIH PILOTA

PREDNOSTI:

proizvodnja unaprijed, skladištenje,moguća kontrola materijala prije izvedbe, standardizirane dimenzije,mogućnost nastavljanja,kontrola nosivosti (unešene energije),ekonomičnost.

PREDNOSTI I NEDOSTACI ZABIJENIH PILOTA

NEDOSTACI:

istiskivanje tla u grupama pilota,istiskivanje tla u grupama pilota,mali promjeri i nosivost,velika buka kod zabijanja,vibracije kod zabijanja,moguća oštećenja kod zabijanja,potrebna teška oprema za zabijanje.

PREDNOSTI I NEDOSTACI BUŠENIH PILOTA

PREDNOSTI:

veliki promjeri i velika nosivost,veliki promjeri i velika nosivost,

nema istiskivanja tla tijekom izvedbe,

tihi način rada,

male vibracije,

male deformacije.

PREDNOSTI I NEDOSTACI BUŠENIH PILOTA

NEDOSTACI:

relativno visoka cijena u čvrstom tlu,relativno visoka cijena u čvrstom tlu,teškoće u izvedbi ispod razine podzemne vode,Teškoće u izvedbi u slabo zbijenom pijesku,relativno mali učinci,otežana sanacija grešaka kod betoniranja.

DODATNE INFORMACIJE:www.geoforum.com

www.piledrivers.com

sbe.napier.ac.uk

www.timberpilingcouncil.org

www.dfi.org

www.vulcanhammer.netwww.vulcanhammer.net

HVALA NA PAŽNJI !

Bruno Škacan, dipl.ing.grañ.

ExpressExpress pilotipiloti::a)a) zabijanje,zabijanje,b)b) betoniranjebetoniranje uzuz pomoćpomoć padajućegpadajućeg čekićačekića..

čelična cijev

a) b)

Utisnuti pilotiUtisnuti piloti

temelj

(stari)

AB greda podbetonirana u

kampadama

iskop

kampadama

hidraulička preša (dizalica)

šiljak

Vijčani pilotiVijčani piloti

Rezultati CPTRezultati CPT--a u pjeskovitom tlu.a u pjeskovitom tlu.

CPT otpor vrha [MN/m2]

nakon nabijanja

pilota

Ispitivanje efekta zabijanja pilota

intaktno stanje

pijesak

pijesak

glina

Porast nosivosti pilota s vremenomPorast nosivosti pilota s vremenom

Seed i Reesse

po

sto

tak

nosi

vo

sti porast nosivosti s vremenomHansel

Yang

t [h]

Probno opterećenje pilota

Statičko opterećivanje pilotaStatičko opterećivanje pilota

••Opterećivanje s pomoću teških tereta iOpterećivanje s pomoću teških tereta i••Opterećivanje preko konstrukcije na pilotimaOpterećivanje preko konstrukcije na pilotima

Tipičan dijagram slijeganja pilota pri probnom opterećenjuTipičan dijagram slijeganja pilota pri probnom opterećenju

Grupe pilotaGrupe pilota

Prikaz volumena mobiliziranog tla za pojedinačni pilot i pilote u grupiPrikaz volumena mobiliziranog tla za pojedinačni pilot i pilote u grupi(naprezanja su prikazana pomoću izobara)(naprezanja su prikazana pomoću izobara)

a)

b)

Proračun nosivosti pilota

Granično opterećenje pojedinačnog pilota odreñuje se prema jednadžbi : Qf = Qv + Qp = qf * A + p * O * D gdje je: qf ... granično opterećenje tla ispod vrha pilota, A ... površina poprečnog presjeka pilota na vrhu, p ... posmična čvrstoća uz plašt pilota,

Nosivost pojedinačnog pilota

= nosivost šiljka + nosivost plašta

p ... posmična čvrstoća uz plašt pilota, O ... opseg pilota, D ... duljina pilota. Dimenzije zona d1 i d2 su:

− d1 = f1 * (2r),

− d2 = f2 * (2r).

Granično naprezanje na vrhu pilota je

qf = γ * r * Nγr + σg * Ko* Nqr + c * Ncr.

U jednadžbi oznake imaju slijedeće značenje:

Nosivost vrha pilota

γ ... težina jedinice volumena tla u razini vrha pilota,r ... radijus vrha pilota,

σg ... vertikalno naprezanje od vlastite težine tla u razini vrha pilota,Ko ... koeficijent tlaka mirovanja u razini vrha pilota (na sl. 4.5 označen

kao Ks),c ... kohezija tla u razini vrha pilota,

N γr, Nqr i Ncr ... faktori nosivosti koji ovise o veličini kuta unutarnjeg trenja ϕ materijala u razini vrha pilota.

Faktori nosivosti prema MeyerhofuFaktori nosivosti prema Meyerhofu

-- Faktori N ovise samo o kutu unutarnjeg trenjaFaktori N ovise samo o kutu unutarnjeg trenja

Mehanizam loma tla oko vrha pilota prema Meyerhofu.Mehanizam loma tla oko vrha pilota prema Meyerhofu.

a)

b)

Za jedan je sloj sila otpora

Qp = p* O * h,gdje je h debljina promatranog sloja istih karakteristika

Nosivost plašta pilota - općenito

gdje je h debljina promatranog sloja istih karakteristikaPosmična čvrsoća uz plašt pilota se odreñuje prema izrazu:

p = a + σg * Ko * tg δ,

gdje jea ... adhezija izmeñu plašta pilota i tla,

δ ... kut trenja izmeñu pilota i tla; δ ≅ 2ϕ /3.

a)a) Skica pilota s potrebnim elementima za proračun nosivosti plaštaSkica pilota s potrebnim elementima za proračun nosivosti plaštab)b) Dijagram vertikalnih naprezanja od vlastite težine.Dijagram vertikalnih naprezanja od vlastite težine.

a) b)

U koherentnim se slojevima tla posmična čvrstoća tla odreñuje prema izrazu

p = a.

U nekohorentnim se slojevima p računa prema

Nosivost plašta pilota u koherentnim materijalima

p = σg * Ko * tg δ.

Ukupna sila otpora na plaštu jednaka je zbroju sila po slojevima:

Qt = Σ Qp

Faktor sigurnosti se ranije često definirao kao odnossile loma pilota (Qf) i maksimalne dozvoljene sile napilot (Qa):

Fs = Qf / Qa .u već spomenutom našem “Pravilniku o tehničkimnormama...” radi se s mobiliziranim parametrima

Faktori sigurnosti

normama...” radi se s mobiliziranim parametrimačvrstoće koji se odreñuju prema:

cm = c / Fsc i ϕm = tg ϕ / Fsϕ.Ti se faktori, prema propisima, mogu kretati ugranicama:

Fsc izmeñu 2.0 i 3.0 te

Fsϕ izmeñu 1.2 i 1.8.

izraz za graničnu nosivost grupe pilota:

Qf gr = η* n * Qf.

gdje je:

n ... broj pilota u grupi,

η ... faktor korekcije.

Nosivost grupe pilota

η ... faktor korekcije.

Na temelju raznih mjerenja izvedenih grupa pilota ustalila su se dvapristupa odreñivanju faktora korekcije (nazivaju se prema autorima):

Converse-Labarre

D (n - 1) m + (m - 1) n

Odreñivanje faktora korekcije η za nosivost pilota u grupi

D (n - 1) m + (m - 1) n

η = 1 - arc tg ------- * ---------------------------- ,s 90 * m * n

gdje suD i s promjer i razmak izmeñu pilota,m i n brojevi pilota u dva okomita smjera

Ove se formule primjenjuju tek ako je odnos s ≤ 3 D, za stojeće pilote i s

≤ 5 D, za lebdeće pilote.

Prikaz elemenata grupe pilota (a) i veličine Prikaz elemenata grupe pilota (a) i veličine ηηηηηηηη (b).(b).

a

b

Primjeri za vrijednost faktora Primjeri za vrijednost faktora ηηηηηηηη “preko palca”“preko palca”

PRIMJERI TEMELJENJA NA PILOTIMAPILOTIMA

Pitanja koja si treba postaviti projektant pri temeljenju na pilotima

1. Koji tip pilota primijeniti?2. Koje je maksimalno opterećenje pilota?3. Koliki treba biti razmak izmeñu pilota?3. Koliki treba biti razmak izmeñu pilota?4. Kako zabijati-pobijati-bušiti pilote?5. Kakav će utjecaj izvedba pilota imati na susjedne

objekte?

Prikazi probnih opterećivanja

pilotapilota

Opterećivanje pomoću tereta

Izveden I pripremljen pilot za statičko opterećenjeIzveden I pripremljen pilot za statičko opterećenje

Probno opterećenje s betonskim gredama kao kontrateretomProbno opterećenje s betonskim gredama kao kontrateretom

Montirana konstrukcija za opterećenje zabijenog pilotaMontirana konstrukcija za opterećenje zabijenog pilota

Statičko opterećenje zabijenog pilotaStatičko opterećenje zabijenog pilota

Statičko opterećenje bušenog pilotaStatičko opterećenje bušenog pilota

Problemi zbog pucanja temeljne ploče uslijed velikog opterećenjaProblemi zbog pucanja temeljne ploče uslijed velikog opterećenja

Opterećivanje pomoću

konstrukcije s vlačnim pilotima

- piloti na rijeci Mirni

Postavljanje konstrukcijePostavljanje konstrukcije

Aluminijski stalak za mjerače pomakaAluminijski stalak za mjerače pomaka

Mjerač pomaka Mjerač pomaka -- LVDTLVDT

Dinamička provjera Dinamička provjera nosivosti pilotanosivosti pilota

Ureñaj za mjerenje pomaka Ureñaj za mjerenje pomaka -- ss

Montaža opreme za udaranje po pilotuMontaža opreme za udaranje po pilotu

Pripremljeni uteg za testiranje Pripremljeni uteg za testiranje nosivostinosivosti

Mjerna centrala smještena u kontejneruMjerna centrala smještena u kontejneru

VIJČANI PILOTI