Izradio: JURE PEOMentor: Prof. dr. sc. TANJA ROJE-BONACCISplit ; svibanj 2008.g

OPENITO O PILOTIMA Piloti su duboki temelji kod kojih je duina bitno vea od poprenog presjeka,a utjecaje od graevine prenose u tlo putem trenja izmeu plata pilota i tla i pritiskom na vrh. Plat je kod ovakvih temelja znatnih povrina te se njegov udio u prijenosu sila ne smije zanemariti. Samo piloti koji se oslanjaju na vrstu stijenu, nose iskljuivo na dodirnu plohu temelj tlo. Tu se trenje po platu ne moe ostvariti jer nema pomaka plata koji bi aktivirao trenje.

Piloti predstavljaju stupove koji silu prenose duboko u tlo.Mogu djelovati kao pojedinani temelji ili kao piloti u grupi,spojeni naglavnom konstrukcijom.

ee je njihova primjena u grupi.Piloti mogu u tlo prenositi i vlanu silu koja se pojavljuje u sluaju kada piloti djeluju kao par kod prenosa momenata u tlo.Piloti se mogu izvoditi i kao kosi.Naglavna konstrukcija prenosi i preraspodjeljuje optereenja od graevine na pilote.Piloti su najstarija vrsta dubokog temeljenja.

Izvode se kao: zabijeni, utisnuti, kopani.Kad su malog promjera izvode se kao zabijeni, nabijen, utisnuti i svrdlani.Prva tri tipa prilikom izvedbe izazivaju zbijanje tla u prostoru u kojem se izvode.Izvode se od drveta, elika, armiranog betona, betona i ljunka.Posebna vrsta su piloti izvedeni mlaznim injektiranjem.

esto se koriste za temeljenje u vodi.Tad dio pilota ujedno slui kao stup.Za to se koriste prefabricirani, armiranobetonski piloti koji su manje osjetljivi na agresivno djelovanje vode.Drveni piloti moraju se izvesti tako da se uvijek nalaze ispod nivoa podzemne vode jer u tom sluaju ne trunu.Ukoliko se upotrebljavaju elini piloti potrebno ih je zatititi protiv korozije.elini piloti se ne preporuuju kao trajna vrsta temelja zbog korozije,iako su im sve druge osobine povoljne.Ako se primjene treba izvesti antikorozivnu zatitu (premazi, elektroosmoza, debljina stjenki).

piloti koji optereenje prenosi kroz loe tlo u vrstu stijensku podlogu, na vrh, bez sudjelovanja trenja po platu. pilot prenosi optereenje dijelom na vrh a dijelom trenjem po platu u homogenom tlu. (c ) pilot prenosi u tlo i vodoravna optereenja nastala djelovanjem momenata iz gornje konstrukcije uslijed djelovanja vjetra ili potresa. (d) pilot prolazi kroz tlo koje reagira na promjenu vlage, buja ili se radi o tlu koje moe kolabirati kao na pr. les. Tada je temeljenje na pilotima jedino mogue rjeenje ako se dobro nosivo tlo nalazi na razumno dohvatljivoj dubini. (e) pilot koji je optereen na vlak. Ovakvi se piloti mogu pojaviti kod dalekovodnih stupova, platformi za vaenje nafte, i graevina pod znaajnim utjecajem uzgona.(f) prikazana je primjena temeljenja na pilotima stupa mosta kod kojeg postoji mogunost pojave erozije rijenog korita oko stupnog mjesta.

Prijenos sila

Piloti uvijek zadovoljavaju uvjet da je D/B>4 te se mogu raunati prema Meyerhofovim izrazima.

Prema prijenosu sila razlikujemo: pilote koji nose na vrh; pilote koji nose iskljuivo trenjem po platu (lebdei piloti) pilote koji nose kombinirano.

Kod pilota koji nose na vrh i trenjem po platu, moe se trenje po platu usvojiti samo za tla sa veim vrstoama na smicanja i to samo onda kada je mogue mobilizirati trenje po platu za to je potreban relativni pomak izmeu tla i pilota .Ukoliko pilot prolazi kroz izrazito stiljive slojeve ili slojeve podlone naknadnom slijeganju dolazi do pojave negativnog trenja koje poveava ukupnu silu koju pilot vrhom prenosi u tlo.

Negativno trenje javlja se kao dodatna vuna sila prema dolje zbog relativnog pomaka mase tla u odnosu na temelj prilikom procesa konsolidacije, i to kod nekonsolidiranih masa stiljivog tla.Veliina negativnog trenja odreuje se na isti nain kao i veliina naprezanja koja se moe trenjem prenijeti na tlo.

Qv

Odnos veliina sila koje pilot u tlo prenosi vrhom i trenjem po platu ovisno o kakvoi slojeva kroz koje prolazi (vodoravno rafirani dijagram je raspodjela vrijednosti trenja po platu). Vlastita teina pilota nije ukljuena.

prikazuje pilot koji nosi uglavnom na vrh i neto vrlo malo trenjem po platu. prikazuje nain prijenosa sila kod lebdeih pilota. c) prikazuje prijenos sile trenjem i na vrh sa dominantnom nosivou u vrstom sloju.d) prikazuje poveanje ukupne sile koju pilot nosi na vrh zbog pojave negativnog trenja.

VRSTE PILOTA U ODNOSU NA MATERIJAL DRVENI PILOTI ELINI PILOTI ARMIRANO BETONSKI PILOTI LJUNANI PILOTI

VRSTE I NAINI IZVOENJA PILOTAPiloti se mogu izvoditi kao zabijeni, nabijeni, kopani (bueni , svrdlani), mlazno injektirani i utisnuti.Zabijati se mogu drveni, armirano-betonski i elini piloti. Zabijaju se makarama i vibro-nabijaima. Kod zabijanja svih vrsta pilota koriste se zatitne kape sa glavama zatienim posebno oblikovanim kapama, koje slue i za smanjenje buke.

Metoda nabijanja koristi se na nain da se u tlo zabije cijev u koju se ugrauje beton ili ljunak. Pri tom se ovisno o tehnonologiji cijev vadi (sistem Franki) ili ostavlja kao kouljica pilota (sistem Raymond), a materijal koji se ugrauje nabija batom sa povrine. U nekim se sluajevima kao npr. kod Franki pilota, moe u kouljicu prije ispune betonom, ugraditi i potrebna armatura.

Kod ljunanih pilota koji slue kao uspravni drenovi, kouljica se obavezno mora izvaditi.

Nabijanje pilota (Franki tehnologija s vaenjem cijevi)Utisnuti piloti slue u posebne svrhe kod sanacija temelja. Utiskuju se izmeu temelja i podtemeljnog tla pomou hidraulikih tijesaka. Ova vrsta dubokog temeljenja spada u posebne zahvate.Tehnologija izvedbe utisnutih pilota

Kopani piloti izvode se na nain da se do projektirane dubine izvede iskop tla i u tako pripremljenu upljinu ugradi armatura i beton (ili ljunak ovisno o namjeni).Vrste grabilica i razbijaa za izvedbu kopanih pilota

U Hrvatskoj je poznatija Benoto tehnologija koja za iskop koristi grabilicu, a za zatitu od uruavanja zatitnu kolonu (cijev) koja se vadi u toku betoniranja.Benoto tehnologija izvedbe pilota sa zatitnom kolonom

Salzgitter i Rodio tehnologija vri iskop pomou glodanja materijala. Za transport iskopanog materijala i razupiranje iskopa koristi se glinobetonska isplaka koja cirkulira pomou sustava crpki.Rodio tehnologija izvedbe buenog pilotaKopani piloti pogodni su za izvedbu pri kojoj je potrebno da vrh pilota ue u povrinski sloj stijene jer takva tehnologija omoguuje razbijanje povrinskog sloja stijenske mase.Piloti ispunjeni ljunkom koriste se kao uspravni drenovi za potrebe ubrzane konsolidacije velikih zapremina tla, na pr. ispod nasipa za autoceste. Oni poboljavaju svojstva tla u koje su nabijeni poveavajui njegovu gustou do koje dolazi uslijed zbijanja tla kod utiskivanja pilota ili cijevi za njihovu izvedbu.

Mlazno injektiranje koristimo za izvedbu pilota (30cmd80 cm). Tehnologija se svodi na ubrizgavanje injekcione mase u tijeku buenje u tlo, pod visokim pritiskom, pri emu se u potpunosti razbija struktura tla i izvodi valjkasto nosivo tijelo.Ovi se piloti mogu i armirati na nain da se nakon izvrenog injektiranja kroz sredite valjkastog tijela ugradi ipka rebraste armature.Piloti dobiveni pomou mlaznog injektiranja upotrebljavaju se u raznim uvjetima naroito kada nikakvi iskopi ili potresi zbog nabijanja nisu preporuljivi.Tri naina izvedbe mlaznoinjektiranih stupnjaka

PILOT OPTEREEN HORIZONTALNOM SILOMKod prijenosa vodoravnih sila pilotom u tlo, potrebno je postii izvjesno ukljetenje dabi se preuzeo moment savijanja nametnut konstrukciji. Do toke dodira pilot - tlo, statiki se javlja ista konzola. Ulaskom pilota u tlo javlja se reakcija tla (podloge) u obliku otpora tla.

Veliina doputene vodoravne sile ili djelujueg momenta na glavu pilota, ee je ograniena veliinom dozvoljenog otklona glave pilota nego vrstoom tla u koje je pilot ugraen.

Nedostatak ovog modela je to optereenje skraujesamo ona pera na kojima greda izravno lei,dok kodstvarnog ponaanja tla optereenje gredom izazivasljeganje i u njenoj okolini.Odreivanje nosivosti pilota po teoriji prvog reda

Ova se teorija koristi kod prorauna nosaa na elastinoj podlozi. Kako je veomapogodna za proraun na raunalu, tek je njihovim razvojem dobila na znaaju. Danasse metoda koristi za prorauna slijeganja temelja rezervoara. Metoda se sastoji u tomeda se tlo zamjeni nizom opruga. Karakteristike opruga izraavaju se modulom reakcijepodloge. Metoda se jo naziva i Winklerova metoda prema njenom autoru (Winkler,1867.). Na slici je prikazan Winklerov model s oprugama i greka koja nastajenjegovim koritenjem.

Postavi li se nosa u uspravan poloaj u kakvom se nalaze piloti, dobiva se nosana elastinoj podlozi koji se odupire deformaciji u vodoravnom smjeru. To je jedinarazlika izmeu kontinuiranog nosaa optereenog tokasto (temeljni nosaoptereen stupovima i/ili zidovima) ili pokretnim optereenjem (kranska staza) i pilota,optereenog na glavi vodoravnom silom i/ili momentom savijanja. Na slici je prikazanproraunski model kod kojeg je tlo zamijenjeno nizom opruga.

Winklerov model pilota u tlu

Prethodno je pokazano da greka nastaje na rubovima izvan optereenog podruja,to je bitno kod vodoravnih nosaa, dok kod prorauna pilota i zagatnih stijena ovajnedostatak nije toliko uoljiv. Teoretsko je rjeenje ope poznato i rjeivo. Ostaje dase odredi ulazni parametar reakcija podloge i rubni uvjeti potrebni za odreivanjestatikog sustava nosaa.Reakcija podloge ili Winklerov koeficijent

Potrebno je odrediti pojmove da bi se moglo koristiti podatke iz literature. U tom smislu je najbolju odrednicu dao Vesi (1961.). On razlikuje koeficijent reakcijapodloge K0, dobiven ispitivanjem krutom probnom ploom (11 stopa) i modul reakcije podloge KV, koji se koristi za simulaciju krutosti opruge u proraunima, a koji je izmeu ostalog i funkcija irine i krutosti nosaa.

Iz gore reenog je vidljivo da modul reakcije podloge nije konstanta tla, jer njegova vrijednost ovisi o veliini optereene povrine, obliku optereene povrine i intenzitetu optereenja. Primjena brojanih vrijednosti mora se uzeti s velikim oprezom.

U svom radu iz 1943. Terzaghi razmatra primjenu teorije elastinosti u mehanicitla. U tom poglavlju govori o koeficijentu reakcije podloge potrebnom za proraun idimenzioniranje pilota. On doslovno kae Vrijednost koeficijenta reakcije tla K, nezavisi samo o prirodi tla, ve i o veliini i obliku optereene povrine. Ako se ostaliuvjeti ne mijenjaju, reakcija tla se smanjuje poveanjem intenziteta optereenja.Prema tome, vrijednosti K nije konstanta odreenog tla, a odnos izraen jednadbomje gruba zamjena za stvarni odnos. = K (gr/cm3)

U kasnijem radu Terzaghi, (1955.) predlae odreivanje koeficijenta (premaVesiu modula) reakcija podloge Kv pomou jedininog koeficijenta K0 i irinestvarnog temelja B prema jednadbi:

Kod koritenja Winklerovog modela za proraun pilota potrebno je poznavativrijednost ovog koeficijenta u vodoravnom smjeru. I za to postoje empirijski izraziveza po raznim autorima.

Kv uspravni modul reakcije podloge;K0 jedinini koeficijent reakcije podloge;B irina temelja u centimetrima.

Jedinini koeficijent reakcije podloge K0, odreuje se probnom ploom stranice3030 cm (u stvari je to jedna stopa ili 0,305m).Za kriterij je rjeenje predloio Vesi (1961.) na slijedei nain:Prema Vesiu (1961.) K0 se odreuje zas1=2.5 cmU svim ovim rjeenjima radi se o reakciji vodoravne podloge. Za proraune savijanja pilota potrebno je odrediti koeficijent reakcije u vodoravnom smjeru to jo oslonjava problem.Dok se za vodoravne podloge moe vriti ispitivanje probnom ploom,to za uspravne ravnine nije mogue. Ostaju na raspolaganju samo priblino izvedene veliine.

Za nekoherentne materijale Terzaghi (1955.) predlae vrijednost jedininogkoeficijenta reakcije podloge u vodoravnom smjeru koja raste proporcionalno sdubinom prema izrazu:

Za pilote koji lee u koherentnom materijalu Terzaghi (1955.) predlae da je reakcijapodloge neovisna o dubini tj.:

Koeficijenti reakcije podloge u vodoravnom smjeru Kh [N/m3] prema Terzaghiju (1955.)Ova je tablica prikladna za koritenje u izrazima za proraun vodoravnog modulareakcije podloge prema Terzaghiju:

RJEENJE DIFERENCIJALNE JEDNADBE PROGIBNE LINIJEOpenito se moe rei da je proraun pilota optereenog vodoravnom silom vrlosloen. Za praktinu su upotrebu mnogi autori dali metode sa odreenimpojednostavljenjima. One omoguuju brze i dovoljno tone proraune potrebne zapraksu.Neka je pilot nosa duine L i irine (promjera) B na savitljivoj podlozi, optereenvanjskim teretom px i reakcijom tla qx. Diferencijalna jednadba progibne linijeelastinog nosaa na elastinoj podlozi prema teoriji prvog reda ili teoriji koeficijentareakcije podloge glasi:sz vodoravni pomak osi tapa na udaljenosti z od povrine poluprostora;B promjer pilota;EI krutost elastinog tapa-pilota;qz reakcija podloge;pz vanjsko optereenje na dubini z

Uvrtavanjem vrijednosti za sljeganje u poetni izraz dobijamo:gdje jeDa bi se jednadba rijeila moraju se uvesti jo neki rubni uvjeti.Werner (1970.) je razmatrao dva sluaja pilota i dva sluaja optereenja,a rjeenjasu data u obliku familije grafikona:Prema ovoj teoriji, na po volji odabranoj dubini z, kontinuiranog elastinog leaja,pomak sz proporcionalan je reakciji podloge qz. Pri tom je koeficijent proporcionalnosti nita drugo nego koeficijent reakcije podloge, ali u vodoravnom smjeru Kh, odnosno:

U izvornom radu (1970.) daje tablicu vrijednosti reakcije podloge po dubini za etiri promatrana sluaja i za sluaj kada pilot lei u krutoj glini kada je koeficijent otpora podloge nepromjenjiv s dubinom.U proraunima je cu modul reakcije tla izraunat prema prethodno iznesenimpreporukama od Terzaghija (1955.)

Terzaghi-evo rjeenje i rjeenja koja se na njega naslanjajuVeina se prorauna svodi na odreivanje dubine ispod koje se raunski moe uzeti da pilot ostaje nepomian.Klasian izraz Terzaghi-a za fiktivnu duljinu ukljetenja iznosi:

gdje je L- fiktivna duljina ukljetenjaE- modul elastinosti pilotas-pomak glave pilota na razini terenaI- moment inercije pilotaKA, KP -koeficijenti vodoravnog pritiska u tlud- popreni presjek pilota ( u nekim izrazima oznaeno kao B, ovisno o izvoru)

Kratki a) i dugi b) pilot optereen vodoravnom silom; c) shema za proraun momenata savijanja (Terzaghi, 1943.)

Za lebdee pilote sa slobodnom glavom postoji jednostavno rjeenje za graninu vrijednostvodoravne sile Hu na slijedei nainSkica raspodjele otpora tla du pilota potrebna za proraun granine vrijednosti sile H=Hu (Poulos & Davis 1980.)]

Rjeenja postoje za dva rubna sluaja kada je:1) p0=pL=pu ; tj. za konstantnu raspodjelu otpora tla po dubini (koherentno tlo);2) p0=0 i linearno raste do vrijednosti pL (nekoherentno tlo).Werner (1970.) daje rjeenje za maksimalno dozvoljenu vodoravnu silu u obliku:EI krutost pilota;w(o) dozvoljeni pomak glave;w=EI*w(0).cu koeficijent ovisan o koeficijentu reakcije podloge(modul reakcije podloge) u vodoravnom smjeru, Kh i vrsti tla

koeficijent ovisan o tlu, geometriji i gradivu pilotagdje jeSvi ovi prorauni daju maksimalno mogue vrijednosti vodoravne sile koju pilot moepreuzeti u zavisnosti o kakvoi tla, bez obzira kolika pri tom nastaje deformacija (otklon)glave pilota. Stoga je potrebno jo jednom naglasiti da je ei kriterij kritina vrijednostdozvoljenog otklona, nego najvea mogua vodoravna sila ili moment savijanja kojeg ona proizvede.

Teoretsko rjeenje mogue je nai u podruju teorije elastinosti. Teorija daje rjeenje zapomak glave pilota, a to i jest stvarno potrebno odrediti. Da bi se ono moglo odrediti morase definirati rubne uvjete.Rubni uvjeti

Iz gornjih razmatranja vidi se da je proraun ovisan o nizu rubnih uvjeta koje je nunoodrediti i pojednostavniti prije oblikovanja proraunskog modela. Nastavno e se ukazatina mogue rubne uvjete i njihove kombinacije o kojima ovise pojednostavljeni proraunipilota optereenih vodoravnom silom. Iza rubnih uvjeta dani su crtei i pripadnapojednostavljena rjeenja za proraune. Podjela se moe izvriti kako slijedi:

1.Prema odnosu duine i poprenog presjeka pilota, moe ih se podijeliti na krute i savitljive. Kako raspodjela reakcije podloge ovisi izravno o nametnutoj deformaciji u tlu to ovaj imbenik ima vaan utjecaj na model odabran za proraun.

2.Prema uvrenju u naglavnu konstrukciju moe ih se podijeliti na pilote upete unaglavnu konstrukciju,(to onemoguava zaokret glave pilota) i slobodne, gdje se glava ponaa kao slobodni rub konzole.

3. Prema duini mogu biti kratki i dugi piloti to je donekle vezano sa stavkom 1.

4. Prema nainu oblikovanja reakcije podloge razlikuju se piloti izvedene u glini ipiloti izvedene u pijesku a razlika u oblikovanju reakcije podloge je vidljiva naslikama.

5.Prema nainu uvrenja donjeg kraja pilota mogu biti upeti u vrstu podlogu(na pr. stijensku masu ili glinu vrste konzistencije ili jako zbijene nekoherentnematerijala) ili slobodno lebdei u masi tla.

Kruti i savitljivi pilot slobodne glave a) u glini, koherentno i b) pijeskuRjeenja za lebdei pilot u beskonanom poluprostoru. Postoje dvije mogunosti:

1. PILOTI SLOBODNE GLAVE

za koherentno tlo, je:za nekoherentno tlo, je:Cu i Kv prema preporukama TerzaghijaAko se dogodi da je Mmax vei od maksimalno mogueg momenta kojeg moe preuzetipilot zadanih dimenzija, tada se pilot ponaa kao dugi, savitljivi pilot te raun za graninu silu treba ponoviti uvrtavajui granini moment koji pilot moe preuzeti u jednabi (*).U svim ovim jednadbama, Kp je koeficijent koji ovisi o kutu trenja .(*)Mogunost nastanka lomnog mehanizma za slobodne kratke i duge pilote je prikazan na slici.Kratki piloti su oni kod kojih je bona nosivost potpuno ovisan o otporu tla, dok kod dugih pilota vrijedi da je bona nosivost primarno ovisan o dozvoljenom momentu koji pilot moe primiti.Na mijestu gdje je moment maksimalan,posmine sile su jednake nuli.

2. PILOTI S UVRENOM GLAVOMPiloti pridrane glave, razliitih duljina:u glini a) u pijesku b); 1) kratki;2) srednji; 3) dugi (prema Bromsu, 1964)

Za svaku je podvrstu u pojednostavljenom obliku mogue dati rjeenje za najveu moguu vodoravnu silu i odgovarajui moment. I ovdje vrijedi da je:

L=1.5d+f+hza koherentno tlo:

kratki piloti- srednje dugi pilotiUkoliko je najvei moment, koji se javlja na dubini (f+1.5d), manji od momenta Mpop, onda odgovara rjeenje za duge pilote

za nekoherentno tlo:- kratki pilotiAko se desi da je Mmaks. Mpoput. tada vrijedi sluaj pilota srednje duine .Za vodoravno uravnoteenje sustava potrebno je dodati silu:Uzme li se u obzir momente koji djeluju na glavu pilota i uvrsti li se vrijednost sile F,dobijemo:

Za dugi pilot, gdje se maksimalni moment Mpop. pojavljuje na dva mjesta vrijedi izraz:

Pretpostavka postojeeg momenta otpora gornje kape je najmanje My .Mogui lom za kratke,srednje i duge pilote su prikazani na slici.

My = 2.25Cudg2 - 9Cudf(1.5d + 0.5f)

Ova jednaba zajedno sa vezom L = 1.5d + f + g je mogue rjeenje za Hu.To je nuno za provjeru maksimalnog pozitivnog momenta na dubini f+1.5d,to je manje od My.

Kod pilota kojima vrh lei u vrstim materijalima, a tijelo prolazi kroz mekeslojeve, preteni e dio momenta savijanja preuzeti vrh koji za takva optereenja morabiti uklijeten u vrstu podlogu najmanje za dubinu jednaku dvostrukom promjerupilota. I upeti piloti se proraunski razlikuju ovisno o tome da li su dugi ili kratki.

Kratki a) i dugi b) pilot optereen vodoravnom silom; c) shema za proraunmomenata savijanja (Terzaghi, 1943.)

Kod lebdeih pilota nema ove mogunosti. Moment ili vodoravna sila izazivajusavijanje pilota na nain da se na nekoj dubini L, javlja toka u kojoj deformacijamijenja smjer te otpor prelazi na drugu stranu pilota. Deformacija je priblinosinusoidalna i priguuje se s dubinom. Za pilot velike duljine javiti e se nekolikotoaka promjene smjera savijanja.

Vezana tla:kratki pilotidugi piloti (Broms, 1964.)Dijagrami za odreivanje ukupne bone otpornostiNevezana tla:kratki pilotidugi piloti (poslije Bromsa, 1964.)

Pokusno optereenje pilota vodoravnom silom je najpouzdaniji podatak za njegovodimenzioniranje. Radi se samo u iznimnim sluajevima jer je veoma skupo.Pokusno vodoravno optereenje pilota razupora izmeu dva pilotaTijesak i oprema za nanoenje vodoravnog optereenja na jednoj strani razupore s prethodne slike

Ispitivanje vreno u luci Gru u DubrovnikuRJEENJA TEMELJEM ANALIZE POKUSNOG OPTEREENJA

GRUPE PILOTA OPTEREENE HORIZONTALNIM SILAMABitna je razlika u prijenosu vodoravnih sila i momenata pomou pilota samca i pomou grupe pilota. U grupi se naglavnom konstrukcijom djelujue optereenje prenosi na par ili parove sila koje piloti preuzimaju kao optereenje du osi (tlano i vlano) te se savijanje svodi na minimum. U takvim se konstrukcijama najee koriste grupe kosih pilota.

Pilot samac, optereen vodoravnom silom naginje se u tlu i izaziva reakciju podloge kao i savitljivi nosa. Reakcija podloge ovisi o veliini deformacije. Veliina deformacije pak ovisi o krutosti sustava pilot - tlo.Piloti u grupi upotrebljavaju se redovito kada je potrebno preuzeti vodoravne sile ili momente savijanja koje tvori par sila. Tada neki od pilota iz grupe preuzimaju vlane sile kako je to prikazano na slici.Sile u grupi pilota mogu se jednostavno odrediti metodama klasine grafostatike.

Ovisno o smjeru vanjskih sila postoji mogunost da svaki od pilota iz takve grupebude tlani odnosno vlani te ih je tako potrebno i dimenzionirati.

GRUPE KOJE SADRE KOSE PILOTEZa grupe vertikalnih pilota,ukupno horizontalno optereenje grupe koja sadri kose pilote moe se uzeti manja za:

1. iznos horizontalnog optereenja za pojedini pilot u grupi2. veliinu optereenja koja djeluje na grupu kao na jedinstven blok

Ako je neka od analiza opisanih od strane Roscoea (1957.) primjenjena,a koja doputa mogunost da bude izvren obzirom da rezultanta sila na prednjem i stranjem dijelu grupe djeluje na kosoj plohi,ako su prednja i stranja strana kose.Posmina otpornost takoer moe biti pretpostavljena ije je djelovanje iznad povrine nivo vrhova grupe pilota. Alternativa i mnogo jednostavnije je razmatrati ekvivalentni blok sa vertikalnim stranicama.Obe ove procjene sadre to,da ako grupa ne uspije kao jedinstven blok, ukupno horizontalno optereenje na grupu ovisi samo o kosini vanjskih pilota i ne ovisi o kosini unutranjih pilota.

Korist koju imamo od krajnjih kosih pilota je posebno znaajna kad su piloti zabijani u tlo na relativno malim razmacima.Simeka je testirao etri razliite grupe pilota a rezultati su prikazani u tablici.Ukupno horizontalno optereenje Hu je izraeno kao postotak od teine grupe pilota W.Kako se Hu/W poveava,tako se i dubina zabijanja poveava.Kako raste dubina zabijanja tako raste i efekt kosine a horizontalno optereenje opada, i za 75% dubine ima virtualni efekt.

Grupa AGrupa CGrupa BGrupa DRezultati Simekovog ispitivanja

GrupaRelativna dubinazabijanja L/(L+e)Relatino optereenjeHu/WRelativni horizontalni pomak (/s)%A0,250,500,750,421,905,703,55,07,0B0,250,500,750,982,025,625,06,07,0

C0,250,500,751,092,105,555,06,07,0

D0,250,500,751,102,585,105,06,07,0

UPOTREBA PILOTA ZA POVEANJE STABILNOSTI KOSINAAnaliza uinka pilota na stabilizaciju kosina

Broms (1972) je opisao upotrebu drvenih pilota za poveanje stabilnosti kosina kod jako mekanih glina,dok vei promjeri kod pilota lijevanih na mjestu su upotrebljavani u SAD-u kod stabilizacije aktivnih klizita u tvrdim glinama.Promjer ovih pilota varira od 1.0-1.5m. U Japanu su za istu namjenu koritene 300mm iroke eline cijevi armirane sa H profilima. Piloti su generalno stavljeni u prije izbuene rupe do dna kosine,gdje su posmina naprezanja u tlu najvea.

Fukuoka (1977) je opisao podrobnije upotrebu pilota za stabilizaciju klizita i predstavio metode za analizu koje proizlaze iz momenata savijanja u pilotu.Ukoliko je pilot stavljen u klizite, dio L1 iznad zamiljene plohe sloma bit e podvrgnut silom P sa ekscentritetom e od plohe sloma.Zanemarujemo uzdunu sile zbog pojednostavljenja,a sili poremeaja se moe smatrati da e otpor pruati donji dio pilota L2 ispod kritine plohe loma.Maksimalna vrijednost sile otpora Hu je data barem kao sljedee etri vrijednosti:

1. Ukupna bona otpornost za kratke pilote duljine L2 optereene ekscentrino

2. Ukupna bona otpornost za duge pilote optereene ekcentrino(ova vrijednost zavisi od iznosa momenta na pilot).

3. Ukupno optereenje koje moe nastati du gornjeg dijela (duljine L1) pilota,a ako tlo tee pokraj pilota i ukupni pritisak pilota na tlo koje e nastati du ovog dijela pilota.

4. Posmina vrstoa na dijelu samog pilota

Eksentricitet e moe se kao prva aproksimacija za puni pomak, priblino uzeti na kontaktu pilot-tlo na pretpostavljenu plohu sloma.Jednom vrijednost Hu moe biti ovako rijeena,dodatni moment otpora ili sila uzrokovana pilotom moe biti utvren,i otud uinak faktora sigurnosti.

Postupak mora biti ponavljan za niz probnih ploha sloma zbog pronalaska one sa najmanjim faktorom sigurnosti.Razmatranje moe takoer biti dato i za plohe koje su prole ispod pilota.

METODE ZA POVEANJE BONE OTPORNOSTI PILOTABroms (1972) je razmatrao neke metode za poveavanje bone otpornosti pilota.Mnoge od metoda oslanjaju se na poveanje dimenzija i/ili krutosti pilota blizu povrine.Upotreba pijeska ili ljunka punei prostor oko pilota,je jako dobro za mekane gline kad je pilot optereen ciklikim optereenjem.Postepenim punjenjem u glini,poveavamo promjer pilota.Visina sloja oko pilota je ograniena sa nosivou slojeva ispod pilota.

Poveanje bone otpornosti mogue je rjeiti na sljedee naine: a) sa slojem pijeska ili ljunkab) ugradnjom krilac) naglavkomd) betonskim klinome) betonskim gredamaf) kratkim stupovima

PRIMJER PILOTA OPTEREENOG HORIZONTALNOM SILOMZa zadanu skicu potrebno je izvriti proraun potrebne duine pilota optereenog horizontalnom silom prema skici.armirano-betonski pilot ; promjer = 1,2mPodaci o tlu

DubinacEkSlojVrsta tlamkN/m3okPaMPacm/s1GP40,0183800,257510-5

Ponaanje krutih i savitljivih pilota slobodne glave u pijesku (prema Bromsu, 1964)Za pilote u nekoherentnim materijalima, kod kojih je reakcija podloge na nivou terena jednaka nuli i mijenja se s dubinom, a ovisi o veliini deformacije tapa, rjeenja su sljedea:

Duljina utiskivanja pilota potrebna za preuzimanje horizontalnog optereenja, dobivena je preko gore navedenih izraza, s tim da je bilo potrebno izvriti iteracije. Rjeenje je izraeno u softverskom paketu Microsoft Office Excela.U dolje prikazanu tablicu potrebno je unijeti ulazne podatke, a to su gustoa tla, kut unutarnjeg trenja, promjer pilota, veliinu optereenja, duljinu pilota iznad ravnine terena, te neku pretpostavljenu vrijednost za h.Zakljuak:Duljina utiskivanja pilota za preuzimanje horizontalnog optreenja od 200kN, je L=4,77 m. odabrano L=5,0 mMaksimalni moment iznosi 501,72 kNm.

Sheet1

dHueKphPRETP.fhIZR.LMMAX

1.834381.22000.84.2037458437101.20564746150.36890766944.7759951191501.7214909801

0.36890766946.27713536181.0966778149

1.09667781493.64066574072.2518517154

2.25185171542.54068276592.1966248623

2.19662486232.57242302782.2198767613

2.21987676132.55891525672.2101855999

2.21018559992.56451925122.2142428428

2.21424284282.562168642.2125473548

2.21254735482.56315015442.2132564304

2.21325643042.56273953482.2129599806

2.21295998062.56291118242.2130839368

LITERATURA Roje-Bonacci,T; Mievi, P, Temeljenje, (1997.) Graevinski fakultet Sveuilita u Splitu i Graevinski fakultet Sveuilita Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku

Poulos, H.G., Davis, E.H. (1980.), Pile fpundation analysis and design, John Wileyand sons, New York, Chichester, Brisbane, Toronto

Roje-Bonacci,T, Posebna poglavlja iz temeljenja-Autorizirana predavanja za studente poslijediplomskog studija, (2007.) Graevinsko-arhitektonski fakultet Sveuilita u Splitu

HVALA NA PANJI!

*