Какво са микропилотите?
Микропилотите (micropiles) са малкодиаметрови дълбоки пилоти с диаметър 100–300 мм (по-рядко до 400 мм), изпълнявани чрез сондиране и инжектиране на циментова суспензия под налягане. Носимостта им се осигурява предимно чрез странично триене по цялата дължина на инжектираното тяло. За разлика от стандартните буренени пилоти (Ø400–2500 мм), микропилотите се изпълняват с компактна сондажна машина, способна да работи в ниски помещения (3–4 м свободна височина), в подземни етажи, под съществуващи конструкции и в лесно достъпни от земята зони.
Технологията е разработена в Италия от Фердинандо Лизио в края на 1950-те години. Именно той въвел термина „pali radice" (кореновидни пилоти) – поради характерното им разпределение под ъгъл, напомнящо корените на дърво. Оттогава технологията се е развила значително и е намерила приложение по целия свят.
Технология на изпълнение
Сондиране
Компактна ротационна сондажна машина (обикновено с хидравличен двигател, монтиран на верижна или колесна основа) пробива отвор в почвата или скалата с диаметър 100–300 мм. Сондирането може да е с промивка (при нестабилни стени на отвора) или без (при стабилна почва/скала). При необходимост се поставя обсадна тръба за осигуряване на отвора.
Поставяне на армировка
В отвора се поставя централна армировъчна лента – обикновено стоманена тяга с висока якост на опън (EN 10138 – предварително напрегнати тяги) или обикновен армировъчен прът. При по-голям диаметър (над 200 мм) се поставя армировъчен кош. При наклонени микропилоти армировката се монтира внимателно за избягване на огъване.
Инжектиране
Циментовата суспензия (вода/цимент около 0,4–0,5, евентуално с добавки) се инжектира под налягане от дъното на отвора нагоре (методът Tremie) или чрез клапанна тръба (Tube à Manchette – TAM) за поетапно многократно инжектиране. Инжектирането под налягане (обикновено 5–20 бара) „пресова" циментовото мляко в порите на съседната почва, значително увеличавайки страничното триене. При повторно инжектиране (re-grouting) носимостта се увеличава допълнително.
Видове микропилоти по EN 14199
Европейският стандарт EN 14199 (Execution of special geotechnical work – Micropiles) разграничава микропилотите по типа на натоварване:
- Тип A – само гравитационно инжектиране без налягане. Ниска носимост.
- Тип B – инжектиране под налягане до 1 MPa по цялата дължина. По-висока носимост.
- Тип C – инжектиране с клапанна тръба TAM, поне едно инжектиране. Още по-висока носимост.
- Тип D – многократно инжектиране с TAM. Максимална носимост за диаметъра.
Кореновидни пилоти (Pali Radice)
Кореновидните пилоти са специфична конфигурация на микропилотите – изпълнявани под различни ъгли (наклонени), разпространяват се от общ фундамент в различни посоки, подобно на корените на дърво. Тази конфигурация позволява: поемане на наклонени (хоризонтални и вертикални) натоварвания, укрепване на стари основи от всички страни без разрушаване, и работа в ограничено пространство под съществуваща сграда.
При реставрация на исторически сгради кореновидните пилоти са незаменими – Пизанската кула, множество исторически катедрали в Италия и много стари сгради в България са укрепени с тяхна помощ. Малката машина минава през вратите на сградата, сондира под ъгъл през пода или стените и укрепва фундаментите без разрушаване на конструкцията.
Приложения на микропилотите
Укрепване на съществуващи основи
Най-честото приложение. При слягащи, увредени или недостатъчни основи на стари сгради, микропилотите се изпълняват под или около съществуващия фундамент. Натоварването се прехвърля от фундамента към микропилотите чрез нов ростверк или чрез директен контакт. Операцията е минимално инвазивна – без изкопаване на котлован, без прекъсване на работата в сградата.
Ново фундиране в ограничено пространство
При строителство в стеснени условия (теснина между две сгради, под мост, в тунел) стандартната сондажна машина не може да работи. Компактните микропилотни машини влизат буквално навсякъде – под мостове, в подземни паркинги, в тесни улици.
Укрепване при свлачища
При стабилизиране на свлачищни тела наклонени микропилоти, преминаващи през плъзгащата повърхнина, изпълняват функцията на шипове. Те задържат масата срещу хлъзгане чрез страничен отпор.
Мостови фундаменти при ограничен достъп
При малки пешеходни или пътни мостчета над дерета, при реконструкция на стари мостове или при труден достъп за тежка сондажна машина, микропилотите осигуряват достатъчна носимост с минимална техника.
Изпитване на микропилоти
По EN 14199 е задължително изпитване на минимум 1% от производствените микропилоти (но не по-малко от 3) чрез статично натоварване. Изпитвателното натоварване е 1,5 пъти проектното. Динамичното изпитване (PDA/CAPWAP) е по-рядко при микропилоти поради малкия диаметър, но е приложимо. Целостта на микропилота се проверява чрез sonic echo test.
Сравнение с конвенционалните пилоти
Микропилотите имат по-ниска носимост на пилот от конвенционалните буренени пилоти, но компенсират с: много по-малка машина (работа в ограничено пространство), по-ниска цена при малък брой пилоти, и гъвкавост на наклона. При голям брой пилоти и открит терен – конвенционалните буренени пилоти са икономически по-изгодни.