Еврокод 7 и земни винтове: Какво гласи стандартът относно фундаментите с винтове

Еврокод 7 (EN 1997-1 и EN 1997-2) е част от набора от европейски стандарти „Еврокод“ за проектиране на строителни конструкции. Част 1 е посветена на общите правила за геотехническо проектиране, а част 2 – на проучването и изпитването на почвите.

В Чешката република той е внедрен като ЧСН ЕН 1997-1 a ЧСН ЕН 1997-2. От 2010 г. той замени по-старите национални стандарти за фундаментиране на сгради.

Ключови области за земни винтове:

• Геотехнически категории (GK1–GK3) — кои проучвания са задължителни
• Проектни подходи (DA1, DA2, DA3) — как се изчислява граничната носеща способност
• Изисквания към пилотните основи (Раздел 7) — пряка основа за изчисляване на земните винтове
• Изпитване и мониторинг — кога е необходим пилотен проект

Земните винтове (винтови пилоти, на англ. screw piles или helical piles) в Еврокод 7 са класифицирани в категорията пилотни основи (пилотни фундаменти). За тях се прилага раздел 7 от стандарта EN 1997-1.

По-конкретно, от значение са:

• §7.4 — Вертикална носеща способност на пилота — изчисляване на пределната носеща способност въз основа на геотехническите параметри на почвата
• §7.5 — Хоризонтална носеща способност на пилоните — подходящо за конструкции, подложени на ветрово натоварване (фотоволтаични централи, навеси за автомобили)
• §7.6 — Изпитване на пилота — кога е необходимо да се извърши статично или динамично изпитване на натоварване
• §2.8 — Геотехнически категории — определя обхвата на проучването

Еврокод 7 разделя проектите на три геотехнически категории (ГК) според степента на сложност:

Абсолютното мнозинство от проектите с геотермални винтове (ФВЕ 1–10 MWp, дървени сгради, промишлени хале на стандартна почва) попадат в категорията GK1 или GK2. Това означава геотехническо проучване, включващо 1–3 сондажа на обекта, и стандартен разчет на носещата способност.

Чешкото национално приложение към EN 1997-1 предписва за пилоните проектен подход DA1, комбинации 1 и 2:

• DA1 Комбинация 1 (DA1/1): натоварване × 1,35/1,5, геотехнически параметри без редукция → оценява се деформацията
• DA1 Комбинация 2 (DA1/2): натоварване без намаляване, геотехнически параметри × 1,25 → оценява се граничното състояние на носещата способност

За земните винтове на практика това означава: проектантът се нуждае от стойностите на срязващата якост на почвата (φ, c), получени от геотехническо проучване – обикновено чрез CPT сонди или сондажни проучвания с SPT изпитвания.

Въз основа на тези данни се изчислява характеристична носеща способност на винта R_k и ще се провери дали получената проектна носеща способност R_d = R_k / γ_t надвишава проектното натоварване.

За проект за фотоволтаична централа, разположен върху обикновена глинесто-песъчлива почва без аномалии, този разчет обикновено доказва, че винтовете с диаметър 76–110 мм притежават достатъчна носеща способност.

Еврокод 7, §7.6 определя условията за задължителни изпитвания на натоварване на пилони. За земните винтове са от значение по-специално:

Изпитателният пилот се препоръчва или се изисква, ако:

• Проектът се реализира при сложни геотехнически условия (GK3)
• Не е възможно да се определи надеждно съпротивлението на почвата чрез изчисление въз основа на наличните данни
• Става дума за проект с висока степен на риск (мостове, високи сгради)
• Инвеститорът или застрахователната компания изисква да се докаже носещата способност чрез измерване

Обикновено не се изисква изпитателен пилот, ако:

• GK1 или GK2, стандартна почва, проведено проучване
• Проект за фотоволтаична електроцентрала или обект от леката промишленост с ниски натоварвания
• На обекта има опит с подобни проекти (референтни пилоти)

На практика: за типични фотоволтаични централи с мощност до 10 MWp на равен терен в Чехия обикновено не се налага да се пропускат пробните пилоти — но това зависи от конкретния почвен състав. Пробното пробиване на първите 3–5 винта с измерване на въртящия момент е стандартна процедура, която се прилага при повечето машини за забиване (включително Glentor B80 a Glentor C65) е възможно благодарение на записването на данни от телематичното устройство.

Еврокод 7 урежда проектирането и оценката на фундамента, докато маркировката „СЕ“ урежда безопасността на машината. Сертификацията по CE на машината за забиване потвърждава нейната безопасна експлоатация, а не носещата способност на инсталираната основа. Носещата способност на пилота или земния винт трябва винаги да се оценява отделно съгласно геотехническите и статичните изисквания на съответния проект.

Носещата способност на фундамента се доказва:

1. Чрез геотехническо проучване (сондиране, CPT сонди, лабораторни изпитвания)
2. Чрез статичен разчет съгласно EN 1997-1 (изготвя се от проектанта)
3. Протокол за инсталиране — записване на момента и дълбочината на всяко забиване (телематика на машината)

Glentor B80 i Glentor C65 са оборудвани с телематичен модул, който записва динамиката на въртящия момент по време на забиването. Този запис е доказателство за достигане на геотехническата устойчивост във всяка точка — ключов документ както за проектанта, така и за строителния орган.

Ако изграждате върху земни винтове и проектът подлежи на издаване на разрешение за строеж, обикновено са ви необходими:

За фотоволтаични централи и леки промишлени съоръжения, изградени върху стандартен терен, целият процес обикновено може да бъде осъществен в рамките на няколко седмици и не изисква нестандартни мерки.

Освен Еврокод 7 съществува и EN 14199:2015 (Изпълнение на специални геотехнически работи — микропилоти), която се отнася за пилоти с малък профил и винтови пилоти. Настоящият стандарт определя:

• Изисквания към материала и изработката
• Записи от инсталацията (мониторинг)
• Приемни изпити

EN 14199 допълва Еврокод 7 на ниво изпълнение — докато EC7 определя какво трябва да се постигне, EN 14199 посочва как това трябва да се осъществи. И двата документа са приложими за проекти, при които документацията за фундаментите е част от разрешението за строеж.

Техническо сравнение между земните винтове и бетона от гледна точка на разходите, скоростта и екологията: Земни винтове срещу бетонни основи

Каква машина за пробиване ви е необходима за вашия проект: Glentor B80 за стандартни условия, Glentor C65 за труден терен с хидравличен чук.