Am scris acest articol pentru a vă ajuta să înţelegeţi utilitatea unei fundaţii pe piloţi sau piloni. În literatura de specialitate, normative, etc., se foloseşte termenul de fundaţie pe piloţi. Însă eu am să folosesc termenul de pilon pentru că mi se pare mai uşor de înţeles şi pentru că aşa am învaţat. Dacă doriţi să aprofundaţi, încercaţi să căutaţi documentaţie folosind termenul de pilot. Da, ca nenea care pilotează aeronave, de aceea nu-mi place termenul. Fundaţiile pilonate sunt deseori dificil de executat fără echipamente speciale și scumpe. Este un serviciu premium pentru noi.

Conceptul de fundație pilonată este unui destul de greu de de înțeles structural pentru că portanța lor este bazată pe straturile de sol pe care noi nu le putem vedea cu ochiul liber. Putem observa straturile solului și caracteristicile lui doar atunci când forăm adânc și extragem mostre. Însă știm că dacă introducem forțat un pilon el va devenii din ce în ce mai portant, adică se va putea încărca cu o greutate din ce în ce mai mare, până la o anumită limită. Un pilon bătut în sol poate susține o greutate enormă. De aceea el stă la baza conceptului de fundație pilonată.

De ce avem nevoie de piloni la fundaţie?

Indiferent de situaţie, o fundaţie care este susţinută de piloni înfipţi adânc în sol, nu este afectată de tasări. O tasare poate apărea din cauza situației în care vecinul a săpat prea mult și iresponsabil sau pentru că solul zonei şi-a schimbat poziția în mod natural. Tasările pot apărea și din cauza ploilor sau a apelor subterane. Ele pot apărea și din cauza încărcării inegale ale clădirii sau într-o situaţie extraordinară cum ar fi o explozie în apropiere. O altă situaţie o reprezintă surparea unor tunele, cedarea unor conducte îngropate sau chiar a unor fose septice.

Unele situaţii sunt mai plauzibile decât altele, în funcţie de locul unde urmează să îţi amplasezi structura. Dacă ești undeva la munte, unde stratul de roca este la 20 de cm sub nivelul solului, atunci nu mai are rost să te gândeşti la o fundaţie pe piloni. Spuneam mai sus că pilonii sunt folosiți pentru a crește capacitatea de portanță a fundației. Alteori, pilonii sunt folosiţi pentru a ancora clădirea în sol sau în stratul de rocă. O astfel de structură ar putea fi un stâlp de înaltă tensiune. Dar principiul se poate aplica la orice clădire înaltă cu o amprentă mică la sol.

O altă situaţie ar fi o vilă construită pe marginea prăpastiei. Ancorajele nu au mari legături cu tasările, dar sper să înţelegeţi următoarea situaţie. Dacă o structură se înclină într-o parte, cealaltă parte a structurii o să caute să se ridice. Punct de mijloc între această mişcare este chiar centrul de greutate a structurii. Presupunând că structura este foarte rigidă, precum un bloc din beton armat, faptul că un pilon ajută la ancorare va face să conlucreze cu pilonul care ajută la portanță. Adică vom avea elemente identice care servesc la stabilitate în moduri diferite.

Cum funcţionează un pilon?

Solul de la suprafaţă este un sol moale, instabil, poros şi uşor. În pământ, la adâncimi medii şi mari avem un sol care nu s-a mai mişcat de mii de ani. El este tare, anorganic, foarte compact și enorm de stabil în timp. Pilonul, transferă greutatea clădirii în acest sol foarte stabil, făcând dintr-o fundaţie potenţial instabilă, una foarte stabilă. Transferul de greutate se face ori individual pe fiecare pilon, ori pe grupuri de piloni. Grupurile se folosesc când se caută o distribuţie mai egală a unei încărcări mari în solul existent sau când avem deasuprea un stâp masiv.

Pilonii sunt introduși de cele mai multe ori vertical în jos, dar uneori se modifică unghiul pentru o mai bună transmitere a forțelor în solul din împrejurimi. Mai jos avem piloni care se înfiletează, nu se bat. Ei sunt destul de subţiri, tub de 60 mm şi se folosesc pentru pilonarea locuinţelor unifamiliale. Înfiletarea se face cu ajutorul unui excavator cu cap hidraulic de înşurubat. Acest tip de pilon reprezintă o soluție destul de ieftină atunci când ai un sol stabil și când stratul de rocă este mult prea adânc. Însă acest tip de pilonu nu ajung la o portanță enorm de mare.

Structura pilonului, fie tub rotund sau pătrat de oţel, profil de oțel I, H, U sau L, prefabricat de beton armat, lemn, nu se îndoaie în sol sub acţiunea structurii. El este presat cu o forţă mare din toate părţile fără vreo şansă de a se mişca. Nu trebuie să vă faceţi griji că pilonul ar fi prea subţire, ci faceţi-vă griji că pilonul nu are destulă suprafaţă de contact cu solul. Pilonii subțiri nu pot fi bătuți cu o forță prea mare, dar se pot vibra. Unii piloni sunt foarte groşi pentru că solul este slab şi este nevoie de o suprafaţă cât mai mare de contact între pilon și sol.

Cât de mari pot fi pilonii, şi cât de mici?

Sunt sigur că întrebarea mai interesantă este cât de mic poate fi un pilon, nu cât de mare. Pentru majoritatea aplicaţiilor din gospodărie, pilonii sunt mici, în jur de 50 de mm în diametru. Deseori se utilizează țeava de la schelă cu diametru exterior de 48 de mm și grosimea peretelui de 4 mm. După introducerea în sol este nevoie să umpli pilonul cu beton şi să inserezi o mustaţă de armătură pentru ancoraj. Încercaţi să folosiţi ţeavă trasă, fabricată doar din oţel. Motivul este că rezistă mai bine la impactul berbecului sau a capului vibrator.

Grosimea minimă a peretelui ţevii să fie de 4 mm şi să inseraţi bucăţi scurte de 0,6 – 1 metri, altfel va flamba cu fiecare lovitură de berbec şi nu va fi uşor să instalaţi corect şi drept acei piloni. Pe viitor voi compune un tutorial pas cu pas pentru această procedură. În imaginea de mai jos sunt nişte piloni foarte mari şi foarte scumpi. Imaginaţi-vă doar săpătura necesară pentru a acomoda acest pilon. Nu am să mai vorbesc de preţul oţelului şi a betonului. Iar acesta este costul unui singur pilon. Însă o clădire are de obicei nevoie de cel puţin 10 – 15 bucăţi.

Unele structuri au nevoie de sute de piloni mari. Un pilon mare este totodată şi un pilon scump. Recomandarea mea este să nu îngropaţi bani fără rost şi să faceţi un studiu geotehnic care o să indice ce tip de pilon este necesar şi cât de gros sau lung trebuie să fie.

Cum se instalează pilonii de fundaţie?

Un pilon se introduce forţat în sol prin lovire, înfiletare, vibrare sau prin turnarea lui într-o gaură adâncă şi îngustă forată de un alt utilaj. Procedeul ales este continuat până el se blochează în acest sol tare. Utilajul care forţează acest pilon în sol se numeşte ciocan sau berbec. Deşi pilonii pot fi şi înşurubaţi, vibraţi sau turnaţi în foraje, metoda cu bătutul este cea mai ieftină și cea mai puțin pretențioasă. El poate fi instalat foarte aproape de alţi piloni, iar acela se numeşte un grup de piloni. Grupul se leagă cu o bucată mare de beton armat la capetele superioare ale pilonilor.

Pilonii sunt de diferite mărimi. Cei de dimensiuni mici și medii unii pot fi bătuţi. Bătutul sau vibratul pilonilor rotunzi sau a celor din oţel profilat este un proces foarte gălăgios. Uneori nu este o opţiune să faci aşa ceva în oraş sau într-o zonă rezidenţială şi vei apela la foraje. Un utilaj greu şi înalt va forma nişte găuri de diametre relativ mici, adică până în 2 metri, şi adâncimi mari, adică câteva zeci de metri. Se va introduce o cuşcă de armătură de oţel ca în imaginea de mai sus, apoi se va turna beton în tot spaţiul creat. Pentru proiecte mici, se folosesc şi pilonii înfiletaţi.

Apoi aceștia se vor umple cu beton sau bentonită. Eu personal prefer să utilizez pilonii bătuți pentru că sunt ieftin și nu necesită un utilaj foarte scump pentru înfiletat.

Este o soluție destul de ieftină. Cu cât ai mai mulți piloni de bătut, cu atât devine mai relevant să-ți sudezi propriul șasiu de introdus piloni. Aceasta este cea mai utilizată metodă în India, pentru că nu sunt disponibile soluții scumpe precum cele hidraulice.

Cum se testează capacitatea de portanţă a pilonilor?

Pilonul este susţinut de frecarea uşoară cu solul de sus, aproape de nivelul fundaţie, până la frecarea enorm de ridicată cu solul cel mai de jos. Această frecare este foarte mare. Uneori, dacă încercăm să scoatem pilonul din loc cu ajutorul unui cric hidraulic de mare putere, acesta se rupe. Acest procedeu se poate folosi şi la testarea pilonilui. Adică dacă se aplică o forţă în sus de 40 de tone pe fiecare pilon şi el nu se mişcă din cauza frecării, atunci el va putea fi încărcat cu cel puţin aceaşi greutate în direcţia opusă.

În ziua de azi, sunt utilaje cu softuri foarte complexe care calculează capacitatea de portanţa a pilonilor. Aceste softuri judecă capacitatea de portanţă în funcţie de datele primite de la ciocanul care a forţat pilonul în pământ. În imagine de mai jos, putem observa o metodă mai veche, care testează forţa de frecare cu solul a unui grup de piloni. Metoda este la îndemâna oricui detine un cric hidraulic. Poți împrumuta un piston hidraulic de la un excavator sau de la un tractor când testezi piloni pentru o casă.

Ea nu mai merge când dorim să testăm piloni mari precum cei de la un zgârie-nor. Însă metoda este perfectă pentru gospodărie. În următorul articol despre acest subiect am să vă vorbesc despre cum interacţioneză clădirea cu pilonul. Am menţionat faptul că pilonul poate să fie singur sau în grupuri. Urmează să vă menţionez despre cum stă stâlpul sau peretele structurii pe pilon ori grupuri de piloane. O să vă explic și unele avantaje de termoizolație atunci atunci.

Lasă un comentariu