Eurocodul 7 și șuruburile de ancore: Ce prevede standardul privind fundațiile pe șuruburi de ancore

Eurocodul 7 (EN 1997-1 și EN 1997-2) face parte din setul de standarde europene Eurocod pentru proiectarea structurilor de construcții. Partea 1 se referă la regulile generale de proiectare geotehnică, iar partea 2 la studierea și testarea solurilor.

În Republica Cehă este implementat ca ČSN EN 1997-1 a ČSN EN 1997-2. Din 2010, acesta a înlocuit vechile norme naționale privind fundațiile clădirilor.

Domenii cheie pentru ancore de pământ:

• Categorii geotehnice (GK1–GK3) — ce studii sunt obligatorii
• Abordări de proiectare (DA1, DA2, DA3) — cum se calculează capacitatea limită de rezistență
• Cerințe privind fundațiile pe piloni (Secțiunea 7) — bază directă pentru calculul șuruburilor de pământ
• Testarea și monitorizarea — când este necesar un zbor de testare

Piloții elicoidali (denumiți și „screw piles” sau „helical piles” în limba engleză) sunt clasificați în Eurocod 7 în categoria fundații pe piloni (fundații pe piloni). Pentru acestea se aplică secțiunea 7 din standardul EN 1997-1.

Mai exact, sunt relevante:

• §7.4 — Capacitatea de încărcare verticală a pilonilor — calculul capacității portante limită pe baza parametrilor geotehnici ai solului
• §7.5 — Capacitatea portantă orizontală a pilonilor — relevant pentru structuri expuse la vânt (parcuri eoliene, carporturi)
• §7.6 — Testarea pilotului — când este necesară efectuarea unor încercări de sarcină statice sau dinamice
• §2.8 — Categorii geotehnice — stabilește aria de acoperire a studiului

Eurocodul 7 împarte proiectele în trei categorii geotehnice (GK) în funcție de complexitate:

Marea majoritate a proiectelor care utilizează șuruburi de pământ (parcuri fotovoltaice de 1–10 MWp, clădiri din lemn, hale industriale amplasate pe terenuri standard) se încadrează în categoria GK1 sau GK2. Aceasta înseamnă o cercetare geotehnică care cuprinde 1–3 foraje pe amplasament și un calcul standard al capacității portante.

Anexa națională cehă la EN 1997-1 prescrie pentru piloni abordarea de proiectare DA1, combinațiile 1 și 2:

• DA1 Combinația 1 (DA1/1): sarcina × 1,35/1,5, parametri geotehnici fără reducere → se evaluează deformarea
• DA1 Combinația 2 (DA1/2): sarcină fără reducere, parametri geotehnici × 1,25 → se evaluează starea limită de portanță

În practică, pentru șuruburile de ancorare în sol, acest lucru înseamnă că proiectantul are nevoie de valorile rezistenței la forfecare a solului (φ, c) obținute în urma studiilor geotehnice, de obicei prin sonde CPT sau foraje de explorare însoțite de teste SPT.

Pe baza acestor date se calculează capacitatea de rezistență caracteristică a șurubului R_k și se verifică dacă capacitatea portantă de proiectare rezultată R_d = R_k / γ_t depășește sarcina de proiectare.

Pentru un proiect de centrală fotovoltaică amplasată pe un sol obișnuit de argilă și nisip, fără anomalii, acest calcul demonstrează, de regulă, o capacitate portantă suficientă a șuruburilor cu diametrul de 76–110 mm.

Eurocodul 7, paragraful 7.6, stabilește condițiile pentru încercările obligatorii de sarcină ale pilonilor. În cazul pilonilor cu șurub, sunt relevante în special:

Testul de pilotaj este recomandat sau obligatoriu în cazul în care:

• Proiectul se desfășoară în condiții geotehnice complexe (GK3)
• Nu se poate determina cu certitudine rezistența solului prin calcul, pe baza datelor disponibile
• Este vorba despre un proiect cu risc ridicat (poduri, clădiri înalte)
• Investitorul sau compania de asigurări solicită dovada rezistenței prin măsurători

De regulă, nu este necesară efectuarea unui zbor de probă dacă:

• GK1 sau GK2, sol standard, studiu efectuat
• Proiect de centrală fotovoltaică sau clădire industrială ușoară cu sarcini reduse
• În această zonă există experiență cu proiecte similare (piloni de referință)

În practică: pentru parcurile fotovoltaice tipice de până la 10 MWp amplasate pe teren plat în Republica Cehă, de regulă nu este necesar să se renunțe la pilonii de testare — dar acest lucru depinde de tipul concret de sol. Forajul de probă al primelor 3–5 șuruburi cu măsurarea cuplului este o procedură standard, pe care o aplică majoritatea utilajelor de foraj (inclusiv Glentor B80 a Glentor C65) este posibil datorită înregistrării datelor de la unitatea telematică.

Eurocodul 7 se referă la proiectarea și evaluarea fundației, în timp ce marcajul CE se referă la siguranța utilajului. Certificarea CE a mașinii de foraj confirmă funcționarea sa în condiții de siguranță, nu capacitatea portantă a fundației instalate. Capacitatea portantă a pilonului sau a șurubului de foraj trebuie evaluată întotdeauna separat, în conformitate cu cerințele geotehnice și statice ale proiectului respectiv.

Capacitatea portantă a fundației se demonstrează prin:

1. Prin studii geotehnice (foraje, sonde CPT, teste de laborator)
2. Prin calcul static conform EN 1997-1 (elaborat de proiectant)
3. Protocolul de instalare — înregistrarea momentului și a adâncimii fiecărei învârtiri (sistemul telematic al utilajului)

Glentor B80 i Glentor C65 sunt echipate cu o unitate telematică care înregistrează evoluția cuplului în timpul forării. Această înregistrare constituie dovada atingerii rezistenței geotehnice în fiecare punct — un document esențial atât pentru proiectant, cât și pentru autoritatea de construcții.

Dacă realizați o fundație pe piloți de pământ și proiectul necesită autorizație de construire, de obicei aveți nevoie de:

În cazul centralelor fotovoltaice și al construcțiilor industriale ușoare amplasate pe teren standard, întregul proces poate fi realizat, de regulă, în câteva săptămâni și nu necesită măsuri speciale.

Pe lângă Eurocod 7, există și EN 14199:2015 (Execuția lucrărilor geotehnice speciale — Micropiloți), care se referă la piloni cu profil redus și piloni elicoidali. Acest standard specifică:

• Cerințe privind materialul și execuția
• Înregistrări din timpul instalării (monitorizare)
• Testele de recepție

EN 14199 completează Eurocodul 7 la nivel de performanță — în timp ce EC7 precizează ce trebuie atins, EN 14199 precizează cum trebuie realizat acest lucru. Ambele documente sunt relevante pentru proiectele în care documentația privind fundațiile face parte din autorizația de construire.

Comparație tehnică între șuruburile de pământ și beton din punct de vedere al costurilor, al rapidității și al aspectelor ecologice: Pivoți de pământ vs fundații din beton

De ce mașină de găurit aveți nevoie pentru proiectul dumneavoastră: Glentor B80 pentru condiții standard, Glentor C65 pentru teren accidentat, cu ciocan hidraulic.