Eurokodas 7 ir gręžtiniai poliai: ką sako standartas apie pamatų įrengimą naudojant gręžtinius polius

„Eurocode 7“ (ČSN EN 1997) – tai Europos geotechninio projektavimo standartas, kuris taikomas ir pamatams su gręžtiniais sraigtais (sraigtiniais poliais). Jei planuojate saulės jėgainę, medinį pastatą ar pramoninį objektą ir svarstote galimybę naudoti gręžinius kaip alternatyvą betonui, „Eurokodas 7“ yra dokumentas, kuriuo remsis tiek projektuotojas, tiek statybos priežiūros institucija.

Šiame vadove paaiškinama, ko reikalauja standartas, kaip tai susiję su darbu su gręžimo staklėmis ir ką tai reiškia praktikoje EPC rangovams.

Kas yra „Eurocode 7“?

Eurokodas 7 (EN 1997-1 ir EN 1997-2) yra Eurokodų – Europos statinių projektavimo standartų rinkinio – dalis. 1 dalyje aptariamos bendrosios geotechninio projektavimo taisyklės, o 2 dalyje – grunto tyrimai ir bandymai.

Čekijoje jis įgyvendinamas kaip ČSN EN 1997-1 a ČSN EN 1997-2. Nuo 2010 m. jis pakeitė senesnius nacionalinius statinių pamatų klojimo standartus.

Pagrindinės srities, kuriose naudojami gręžtuvai:

Geotechninės kategorijos (GK1–GK3) — kokie tyrimai yra privalomi
Projektavimo metodai (DA1, DA2, DA3) — kaip apskaičiuojama ribinė nešančioji galia
Reikalavimai poliniams pamatams (7 skyrius) — tiesioginis pagrindas žemės sraigtų skaičiavimui
Bandymai ir stebėsena — kada reikalingas bandomasis pilotas

Kaip „Eurocode 7“ klasifikuoja gręžinius?

Žemės sraigtai (sraigtiniai poliai, angl. screw piles arba helical piles) Eurokode 7 priskiriami kategorijai piliastriniai pamatai (pilių pamatai). Jiems taikomas EN 1997-1 standarto 7 skyrius.

Konkrečiai svarbūs yra:

§7.4 — Vertikalioji pilotų apkrova — ribinio nešiojimo gebėjimo apskaičiavimas remiantis grunto geotechniniais parametrais
§7.5 — Polių horizontalioji apkrovos talpa — tinka vėjo apkrovą patiriančioms konstrukcijoms (saulės jėgainės, automobilių stoginės)
§7.6 — Piloto egzaminavimas — kada būtina atlikti statinius arba dinaminius apkrovos bandymus
§2.8 — Geotechninės kategorijos — nustato tyrimo apimtį

Geotechninės kategorijos ir ką tai reiškia praktikoje

Eurokodas 7 projektus skirsto į tris geotechnines kategorijas (GK) pagal sudėtingumą:

Kategorija	Tipiniai projektai	Reikalavimai
GK1	Paprastos konstrukcijos, vienodos sąlygos, saulės jėgainės lygioje vietovėje	Pakanka minimalaus tyrimo ir patirties
GK2	Įprasti statiniai, kuriuose reljefas yra tam tikru mastu sudėtingas, pramoniniai angarai	Įprastinis geotechninis tyrimas + skaičiavimas
GK3	Neįprastos sąlygos, nestabilūs šlaitai, didelės apkrovos	Išsamus tyrimas, kurį atliko specializuotas geotechnikos specialistas

Absoliuti dauguma projektų, kuriuose naudojami gręžtiniai poliai (saulės jėgainės 1–10 MWp, mediniai pastatai, pramoniniai angarai ant įprasto grunto), priskiriami GK1 arba GK2. Tai reiškia geotechninius tyrimus, apimančius 1–3 gręžinius vietoje, ir standartinį nešančiojo pajėgumo skaičiavimą.

DA1 projektavimo metodas – kaip apskaičiuojama nešančioji galia

Čekijos nacionaliniame priede prie EN 1997-1 atraminėms kolonom nustatytas projektavimo metodas DA1, 1 ir 2 derinys:

DA1 Kombinacija 1 (DA1/1): apkrova × 1,35/1,5, geotechniniai parametrai be koeficiento → vertinamas deformacijos dydis
DA1 Kombinacija 2 (DA1/2): apkrova be sumažinimo, geotechniniai parametrai × 1,25 → vertinama ribinė nešiojamoji galia

Kalbant apie gręžinius į žemę, praktikoje tai reiškia, kad projektuotojui reikalingi grunto šlyties stiprio parametrai (φ, c), gauti atlikus geotechninius tyrimus, paprastai CPT zondavimus arba gręžinius su SPT bandymais.

Remiantis šiais duomenimis, apskaičiuojama būdinga sraigto apkrovos talpa R_k ir bus patikrinta, ar galutinė projektinė apkrovos talpa R_d = R_k / γ_t viršija projektinę apkrovą.

Įprastame molingame-smėlingame grunte be anomalijų vykdomam saulės jėgainės projektui šis skaičiavimas paprastai patvirtina, kad 76–110 mm skersmens sraigtiniai poliai turi pakankamą nešančiąją galią.

Kada reikia bandomojo piloto?

Eurokodas 7, 7.6 straipsnis nustato privalomų polių apkrovos bandymų sąlygas. Žemės sraigtams ypač svarbūs šie reikalavimai:

Bandomasis skrydis rekomenduojamas arba privalomas, jei:

Projektas vykdomas sudėtingomis geotechninėmis sąlygomis (GK3)
Remiantis turimais duomenimis, neįmanoma patikimai nustatyti grunto pasipriešinimo skaičiavimo būdu
Tai yra didelės rizikos projektas (tiltai, aukštybiniai pastatai)
Investuotojas arba draudimo bendrovė reikalauja, kad nešiojamoji galia būtų įrodyta matavimais

Paprastai bandomojo skrydžio pilotas nėra būtinas, jei:

GK1 arba GK2, standartinis gruntas, atliktas tyrimas
Saulės jėgainės projektas arba lengvosios pramonės objektas su mažomis apkrovomis
Šioje vietovėje jau yra patirties įgyvendinant panašius projektus (pavyzdiniai poliai)

Praktikoje: tipinėms saulės jėgainėms, kurių galia neviršija 10 MWp ir kurios įrengiamos lygioje vietovėje Čekijoje, paprastai nebūtina atsisakyti bandomųjų polių – tačiau tai priklauso nuo konkrečių dirvožemio sąlygų. Pirmųjų 3–5 sraigtų bandomasis gręžimas su sukimo momento matavimu yra standartinė procedūra, kurią atlieka dauguma gręžimo mašinų (įskaitant Glentor B80 a „Glentor C65“) tai leidžia padaryti, nes renkami duomenis iš telematikos įrenginio.

Mašinos sertifikavimas ir pagrindo sertifikavimas

Eurokodas 7 reglamentuoja pamatų projektavimą ir vertinimą, o CE ženklas – mašinos saugą. CE sertifikatas, išduotas sraigtiniam gręžimo įrenginiui, patvirtina jo saugų veikimą, o ne įrengto pamato nešamąją galią. Polio ar gręžinio nešamoji galia visada turi būti vertinama atskirai, atsižvelgiant į konkretaus projekto geotechninius ir statinius reikalavimus.

Pamatų nešamoji galia įrodoma:

Atlikus geotechninius tyrimus (gręžiniai, CPT zondai, laboratoriniai bandymai)
Atliekant statinius skaičiavimus pagal EN 1997-1 (parengia projektuotojas)
Įrengimo protokolas — kiekvieno įsukimo momento ir gylio registravimas (mašinos telematika)

Glentor B80 i „Glentor C65“ yra įrengti telematikos įrenginiu, kuris fiksuoja sukimo momento kitimą gręžimo metu. Šis įrašas yra įrodymas, kad kiekvienoje vietoje pasiektas geotechninis atsparumas – tai svarbus dokumentas tiek projektuotojui, tiek statybos priežiūros institucijai.

Ką tai reiškia EPC tiekėjams: praktinis kontrolinis sąrašas

Jei statote ant žemės sraigtų ir projektui reikalingas statybos leidimas, paprastai jums reikės:

Geotechniniai tyrimai (apimtis pagal GK – paprastai 1–3 gręžiniai / CPT zondai)
Statiniai skaičiavimai pagal ČSN EN 1997-1 (atlieka įgaliotas geotechnikas)
Sraigtų kaip gaminio sertifikavimas (ETA arba atitiktis EN 14199 standartui)
Mašinos CE sertifikatas (sraigtinis gręžtuvas atitinka direktyvą 2006/42/EB)
Mašinos telematikos sistemos montavimo protokolai (sukimo momentas × gylis kiekviename taške)
Statybos leidimas arba pranešimas, kaip nurodyta vietos statybos tarnyboje (priklauso nuo projekto)

Saulės jėgainių ir lengvųjų pramoninių statinių atveju, statomų ant įprasto grunto, visą procesą paprastai galima atlikti per kelias savaites, ir tam nereikia imtis jokių neįprastų priemonių.

EN 14199 — standartas, skirtas būtent sraigtiniams poliams

Be „Eurokodo 7“ taip pat yra EN 14199:2015 (Specialiųjų geotechninių darbų vykdymas — mikropoliai), kuri taikoma siauraprofiliniams poliams ir sraigtiniams poliams. Ši norma nustato:

Reikalavimai medžiagoms ir gamybai
Įrengimo įrašai (stebėjimas)
Priėmimo egzaminai

EN 14199 papildo Eurokodą 7 veikimo lygio atžvilgiu – o EC7 nurodo, ko reikia pasiekti, o EN 14199 – kaip tai atlikti. Abu dokumentai yra aktualūs projektams, kuriuose pamatų projektinė dokumentacija yra statybos leidimo dalis.

Dažnai užduodami klausimai

Ar kiekvienam projektui, susijusiam su gręžiniais, būtina atlikti geotechninius tyrimus?
GK1 projektų atveju (paprastos konstrukcijos, saulės jėgainės įrengtos ant įprasto grunto) projektuotojas gali remtis turimais duomenimis (geologiniu žemėlapiu, patirtimi toje vietovėje). GK2 ir aukštesnės klasės projektams tyrimai yra privalomi. Praktikoje rekomenduojame visada atlikti bent jau bandomąjį pirmųjų 5 sraigtų įsukimą, užrašant sukimo momentą.
Ar Čekijos statybos priežiūros institucijos pripažįsta gręžtinius polius kaip lygiaverčius pamatų tipus?
Taip. Žemės sraigtai Čekijoje yra pripažintas pamatų įrengimo būdas, atitinkantis ČSN EN 1997 standartą. Galimas statybos institucijos atsisakymas yra nestandartinis ir paprastai grindžiamas nepakankama dokumentacija, o ne principiniu draudimu.
Ar žemės sraigtams reikalinga ETA (Europos techninė įvertinimo ataskaita)?
ETA taikoma gaminiui (sraigtui kaip statybos elementui), o ne mašinai. Standartiniam tvirtinimui pakanka, kad sraigtas atitiktų EN 14199 standartą arba turėtų gamintojo išduotą ETA. Sraigtų įsukimo mašina kaip tokia ETA nereikia – ji yra sertifikuota pagal CE kaip mašinų įranga.
Ką daryti, jei statybos tarnyba neleidžia įrengti sraigtinių polių?
Paprastai problema yra susijusi su nepakankama dokumentacija. Sprendimas: atlikti papildomą geotechninį tyrimą, pateikti autorizuoto geotechniko parengtą statinį skaičiavimą ir pridėti įrenginio telematikos duomenis apie montavimą. Jei atsisakymas vis tiek lieka gali būti kreiptasi į ČKAIT dėl nuomonės.

Kur toliau

Techninis gręžinių ir betono palyginimas sąnaudų, greičio ir ekologijos požiūriu: Gruntiniai sraigtai ir betoniniai pamatai

Kokio sraigtinio gręžtuvo jums reikia savo projektui: Glentor B80 standartinėmis sąlygomis, „Glentor C65“ skirtas sudėtingam reljefui su hidrauliniu plaktuku.