Vlastnosti instalace plotů v různých půdách

Každý stacionární plot obsahuje nosné prvky – podpěry. Spolehlivost a trvanlivost plotu bude záviset na správnosti jejich volby a způsobu instalace. Vzhledem k tomu, že podpěry jsou upevněny v zemi, je výchozím bodem pro návrh plotu analýza půdy. Hlavními ukazateli půdy jsou vzedmutí, hloubka mrazu a korozní aktivita.

Každý stacionární plot obsahuje nosné prvky – podpěry. Spolehlivost a trvanlivost plotu bude záviset na správnosti jejich volby a způsobu instalace. Vzhledem k tomu, že podpěry jsou upevněny v zemi, je výchozím bodem pro návrh plotu analýza půdy. Hlavními ukazateli půdy jsou vzedmutí, hloubka mrazu a korozní aktivita.

Vlastnosti instalace podpěr v kypré půdě

Vzdutí přímo závisí na nasycení vodou. Jílovité půdy se obvykle vyznačují zvýšeným vzdutím. Při mrazu v zimě voda expanduje a zmrzlá vrstva, která se zvětšuje, bobtná. Pokud pilíře nejsou dostatečně hluboko zapuštěny, země je jednoduše vytlačí.

V půdách s vysokými vzedmutím musí být podpěra prohloubena do hustých vrstev, tj. pod hloubku mrazu s rezervou 15-20 cm. Hloubka mrazu se stanoví podle SNiP 2.02.01-83 v závislosti na regionu a složení půdy.

Instalace podpěry bez betonáže

Při výběru ocelových trubek lze ponoření provést metodou nárazového zatloukání. Jílovité půdy se zase dělí na písčitohlinité, hlinité a jílovité. Pokud je snadné ponořit sloup metodou nárazu do písčité hlíny, pak do hlíny a ještě více do jílu to může způsobit řadu obtíží. V důsledku aplikovaných nárazových sil, i s použitím hlavy, se může konec trubky deformovat. Abyste tomu zabránili, musíte nejprve vyvrtat otvor benzínovou vrtačkou. Můžete vrtat ne do plné hloubky ponoření, ale pouze do 40-70 %. Čím větší je průměr podpěry a čím vyšší je obsah jílu, tím hlouběji je třeba vrtat, abyste pak mohli trubku zatlouct do zbývající hloubky. U železobetonových sloupů se otvor vrtá do plné hloubky instalace. Po zasypání je nutné sloupy pečlivě udusat.

Aby se co nejméně narušila hustota půdy, měl by být vrtán vrtákem o průměru větším než průměr sloupku, ale ne více než 20 mm. V tomto případě budou náklady na práci nižší a podpěra bude instalována pevněji a spolehlivěji.

Betonovací podpěry

Nedoporučuje se betonovat sloupy v kyprých půdách, je lepší je zasypat jemným drceným kamenivem a pískem. V důsledku toho bude minimalizován dopad kyprých sil na sloupy. Nicméně stojí za zvážení způsob betonování, protože v případě instalace masivních bran je vyžadována vysoká konstrukční stabilita.

V tomto případě musí být vrt vrtán do plné hloubky a sloupek se do vrtu betonuje od samého dna. V tomto případě není nutné jej vyplňovat betonem až po okraj, stačí jej naplnit do poloviny hloubky. Rozpínání zeminy během mrazu tak nebude mít na pilotu tlačný účinek. Důrazně se nedoporučuje používat kombinovanou metodu instalace s částečným zaražením a částečným betonováním. Pokud pilota nespočívá na hustých vrstvách, bude během bobtnání vytlačena a sloupek se vytáhne.

Někteří odborníci doporučují instalovat podpěry v těžkých půdách pomocí moderní technologie TISE. Metoda je sice spolehlivá, ale bude vyžadovat mnohem více práce, spotřeby betonu a použití speciálního vybavení.

Problém s podzemní vodou

V nížinách, zejména po jarní povodni, může být podzemní voda blízko povrchu a hladina spodní vody může být výše než hloubka sloupků. Jednou z možností je odložit instalaci plotu na srpen, kdy hladina podzemní vody výrazně klesne.

Ve vodou nasycené půdě se pro betonáž podpěr používá beton třídy M-450 nebo vyšší. I když se během instalace na dně otvoru objeví voda, takový beton ztvrdne. Mezilehlé pilíře lze prohloubit nárazem bez betonáže, a to i přes vysoké nasycení půdy vodou. Při obsahu vody nad 25 % je provzdušňování obtížné. V důsledku toho není voda nasycena kyslíkem, což snižuje její korozivní účinek na bezpečnou úroveň.

Žíravost

Při instalaci plotu je třeba věnovat velkou pozornost korozi půdy, určit stupeň její aktivity, zvolit metody ochrany a přijmout nezbytná opatření. Půda je vždy agresivním prostředím, a to nejen pro kov, ale i pro beton. Zároveň se stupeň korozní aktivity liší u různých typů půdy a závisí na mnoha faktorech, z nichž některé jsou vzájemně propojeny. Nejoptimálnější půdou, ve které dochází ke korozi nevýznamně, je suchý pískovec. Nezadržuje vlhkost, bakterie se nerozvíjejí a acidobazická rovnováha je v optimálním rozmezí.

Seznam půd seřazených podle rostoucí korozivní aktivity:

• písčitá – pH 6-7,5;
• rašelinová, bažinatá – pH 3-6;
• alkalické slané půdy a hlíny ‒ pH 7,5–9,5;
• černá půda – pH 6-7;
• podzol – pH 4-4,5.

Zároveň acidobazická rovnováha není jediným parametrem, který určuje agresivitu půdy. Zohledňuje se také obsah kyselin, minerálů, vlhkost a bakterií. Například v černé půdě se navzdory optimální úrovni pH vyskytují organické kyseliny a také bakterie, jejichž produkty životně důležité činnosti způsobují korozi. Obsah minerálů v půdě se může pohybovat od 10 do 300 mg/l. Samotné minerály nejsou agresivním prostředím, ale rozpouštěním ve vodě vytvářejí elektrolyt, který způsobuje elektrochemickou korozi. Důležitá je také úroveň vlhkosti. Pro písčité půdy se za kritických považuje 10–20 % a pro ostatní 15–25 %.

Elektrochemická koroze

Elektrochemická koroze má nejničivější sílu. V zimě a létě se zpomaluje a na jaře a na podzim se zesiluje v důsledku zvýšené půdní vlhkosti.

Ke korozi dochází, když se kovový povrch dostane do kontaktu s elektrolytem, který nasycuje půdu (roztok minerálů, kyselin a plynů ve vodě). Zkratované galvanické články vznikají v důsledku rozdílu potenciálů. Jedná se o chemický zdroj proudu – elektromotorické pole, ve kterém se energie probíhajících chemických reakcí přeměňuje na elektrickou energii. V tomto případě se anodové části rozpouštějí, tj. kov se ionizuje a přechází do roztoku Fe → Fe²⁺ + 2e.

V závislosti na acidobazické rovnováze půdy lze uvažovat o procesech depolarizace vodíku nebo kyslíku. V každém případě se však jedná o nejběžnější typ koroze, který se vyskytuje téměř ve všech půdách, s výjimkou suchých.

Aktivnější korozivní účinek mohou způsobit pouze bludné proudy. Jejich zdrojem jsou elektrické instalace s funkčním uzemněním, například stanice katodické ochrany plynovodů nebo železnice s procházející elektrickou dopravou. Nebezpečí vystavení bludným proudům však vzniká pouze v bezprostřední blízkosti zdroje (30-50 m).

Korozivní aktivita půdy se stanoví měřením specifického elektrického odporu (Ohm x m). Nízká aktivita je nad 100 Ohmů, průměrná je 20–100 Ohmů, vysoká je menší než 20 Ohmů. Ukazatel se může lišit v závislosti na vlhkosti, proto by se měření měla provádět v obdobích s vysokou vlhkostí.

Metody ochrany podpěr před korozí

Nabízíme 4 metody pasivní ochrany, díky kterým plot vydrží dlouho i v extrémních podmínkách:

• použití materiálu s vysokou odolností proti korozi;
• izolační materiál;
• zásyp jiným materiálem;
• ošetření kovového sloupu inhibitorem koroze před lakováním.

Existují 3 typy koroze: chemická, biochemická a elektrochemická. První dva se snadno eliminují, stačí podklad naplnit cizím materiálem – drceným kamenem, pískem nebo betonem. Tím se eliminuje kontakt s látkami, které ničí podkladový materiál.

V kyselých půdách (zejména v rašeliništích) je třeba věnovat zvláštní pozornost betonáži nebo ochraně betonových podpěr. Kyselina má na beton destruktivní vliv. Lze jej chránit dvěma způsoby. Prvním je hydroizolace piloty. Při betonáži lze použít střešní lepenku a u betonových sloupů asfaltový tmel. Druhým způsobem je snížení kyselosti vápněním. Nejlepší možností je komplexní přístup využívající obě metody současně.

Zvýšenou kyselost půdy lze zjistit růstem plevele. Bujný růst rozmarýnu, jitrocele, šťovíku, vřesu, ostřice a přesličky naznačuje vysokou kyselost.

Materiály odolné proti korozi

Jedním ze způsobů, jak prodloužit životnost plotu, je použití sloupků odolných vůči korozi. Trubky z uhlíkové oceli se obvykle používají v běžných půdách, ale pokud je půda vysoce agresivní, je potřeba odolnější materiál.

Pozinkované trubky jako sloupy jsou nejjednodušším řešením. Zinková vrstva má negativnější potenciál než železo. Její potenciál se posouvá směrem k anodě a ocel se tak stává katodou. Vzhledem k tomu, že k elektrochemické korozi dochází s destrukcí na anodě, zinek schytává „ránu“. V tomto případě povrch zinku oxiduje a vytváří ochranný film, který zpomaluje jeho rozpouštění.

Nerezová ocel bude neméně účinná. Austenitické slitiny mají vynikající antikorozní vlastnosti, ale takový materiál bude dražší.

Izolace podzemní části podpěry

Ve skutečnosti je betonování již izolací, ale je jednou z nejméně účinných. Většího ochranného účinku se dosáhne natřením sloupů. V tomto případě jsou na barvy a laky kladeny zvláštní požadavky: vysoká přilnavost, vytvořená vrstva musí být dielektrikum. Můžete také použít tmel nebo navíjecí izolační materiály.

Nevýhodou tohoto typu izolace je její krátká životnost. Pod vlivem vnějších faktorů se ochranná vrstva postupně zhoršuje a pro nástup elektrochemické koroze stačí výskyt jen několika mikropórů. Pak vznik „vředů“ usnadní oddělování barvy a podklad bude korodovat s urychlením.

Použití inhibitorů pomůže zvýšit ochranný účinek. Protikorozní látky lze zakoupit ve stavebnictví nebo autoservisech. Mají regenerační a ochranný účinek. Po ošetření se před lakováním vytvoří ochranný film. Povrch navíc nevyžaduje další základní nátěr.

Při instalaci podpěr metodou nárazového mechanického namáhání a při zásypu drceným kamenem je velmi pravděpodobné poškození ochranného nátěru. Proto je nutné vyvrtat otvor v zemi do plné hloubky a místo drceného kamene lze použít suchou směs cementu a písku (hartsovka).

Nejúčinnější metodou izolace je polymerní povlak. Proces plastifikace povrchu se provádí v továrních podmínkách a polymer lze aplikovat nejen na holou ocel, ale i na pozinkovaný povrch. Taková izolace je prakticky věčná a podpěry s polymerním povlakem budou levnější než nerezové a jsou vhodné pro půdu s jakoukoli korozní aktivitou.

Také by vás mohly zajímat následující články:

— Ploty z 3D panelů
— Plot z vlnitého plechu svépomocí
— Výroba a montáž posuvných bran
— Instalace plotu z drátěného pletiva vlastníma rukama

Území severozápadního Ruska je považováno za oblast intenzivní akumulace rašeliny; nachází se zde asi čtvrtina všech rašelinišť v zemi. To znamená nejen dostatek možností pro těžbu rašeliny jako nerostu, ale také velké procento rašeliny v pozemcích, kde lidé žijí a staví různé budovy. Rašelina je obtížná půda pro výstavbu se slabou únosností a vyžaduje použití speciálních metod ke zvýšení stability konstrukcí na ní instalovaných, včetně plotů.

Specifika rašelinišť a výstavba na nich

Rašelina je sedimentární hornina, která vzniká v bažinatých oblastech z odumřelých rostlin a mikroorganismů, které se ve vodě bez přístupu vzduchu zcela nerozkládají, ale hromadí se v sypkých vrstvách. I po přirozeném nebo umělém odvodnění bažiny zůstávají usazeniny sypké a absorbují podzemní vodu a srážky jako houba.

• Porézní struktura rašelinové půdy neodolá tlaku vyvíjenému masivními konstrukcemi, proto musí být nosné sloupky plotu instalovány s ohledem na nízký odpor rašeliny.
• Vysoké nasycení vodou vytváří další riziko pro stabilitu plotu na rašeliništi – vliv mrazových sil. V zimě, když voda mrzne, se rozpíná a vytlačuje jednotlivé části půdy, čímž dochází k bobtnání povrchu. Při tání dochází k nerovnoměrnému poklesu, což zvyšuje posuny půdy. Nestabilitu mrznoucí vrstvy rašeliny je nutné kompenzovat takovým návrhem základů, aby ji mrazové síly ovlivňovaly minimálně.
• Hromadění vlhkosti v půdě zesiluje korozní a rozkladné procesy, proto musí být nosné materiály pečlivě izolovány vodotěsnou vrstvou po celé hloubce kontaktu se zemí. Kovové výrobky jsou chráněny zinkovým nebo polymerním antikorozním nátěrem. Dřevo je impregnováno antiseptikem a části dřevěných konstrukcí ponořené do země jsou předem ponořeny do bitumenu.

Pokud před instalací plotu nezohledníte vlastnosti rašelinové půdy a zvolíte nevhodný základ, můžete se následně setkat s různými obtížemi, které se ne vždy vyřeší bez větších oprav:

• Vytlačování podpěr silami mrazového zvedání;
• Zřícení pilířů, odchylka od centrální osy;
• Zřícení části plotu v důsledku nerovnoměrného poklesu.

Všechny tyto vady se vyskytují, pokud nosné sloupky nejsou hluboce a pevně ukotveny v zemi, pokud je plot instalován bez předchozího posouzení úrovně mrazu a únosnosti rašelinné půdy. Někdy lze vady odstranit pouze demontáží a přestavbou plotu.

Pro zajištění stability plotu v bažinatých oblastech se doporučuje provést geologický průzkum lokality. Inženýrsko-geologický průzkum poskytuje představu o hladině podzemní vody, tloušťce vrstvy rašeliny a umístění pod ní ležících hustších hornin, které mohou sloužit jako spolehlivější opora pro nosný rám konstrukce. Na základě výsledků výzkumu je možné předpovědět únosnost půdy a zjistit, v jaké hloubce půda nezamrzá a nejeví známky vzedmutí. Tyto informace jsou základem pro výpočet tloušťky a délky sloupků a volbu způsobu jejich instalace.

Zarážení sloupků pod hranicí mrazu

U lehkých plotů se jako sloupky často používají kovové trubky malého průměru. Nízké ploty z pletiva nebo laťkové ploty se širokými mezerami mají malou hmotnost a nízkou odolnost proti větru, takže součet zatížení na rámu je malý. Podpěry takového plotu lze jednoduše zatlouct do země za předpokladu, že délka sloupku je dostatečná k překonání hloubky mrazu. Pokud je základna sloupku ve stabilní vrstvě půdy, procesy mrazu a tání probíhající nahoře ovlivní pouze boční plochy podpěry, což není u tenké trubky kritické, a sloupek se nebude vytlačovat a posouvat.

Metoda je považována za jednoduchou a nevyžaduje další stavební materiály, ale bude potřeba speciální vybavení: hydraulické nebo pneumatické kladivo.

Postup při zarážení podpěr:

• Vyjasnění hloubky mrazu;
• Příprava sloupků dostatečné délky a označení obvodu;
• Připojení a testování zařízení;
• Zarážení sloupků do požadované hloubky. Během zarážení je nutné zajistit, aby nedocházelo k žádným odchylkám od svislé osy;
• V případě potřeby dodatečné vyztužení zaražených podpěr výztužnými podpěrami a výztuhami.

Metoda zarážení neposkytne dostatečnou stabilitu těžkých konstrukcí a je obtížné ji realizovat v podmínkách velké hloubky mrazu.

Pučící

Suťová vrstva pilířů pomáhá bojovat proti nadměrnému zamokření půdy, protože vrstva suti slouží jako účinná drenáž. Přímý odtok vody z podpěry snižuje riziko vymáčknutí v důsledku mrazových sil. Pro zásyp je vhodná suť nebo jakákoli pevná sypká hmota o frakcích 5-20 mm (drcené cihly, keramzit nebo asfaltové štěpky). Technologie suťové vrstva zahrnuje následující fáze:

• Pro každý sloup se vykope otvor do hloubky mrazu o průměru 30-50 cm, pomocí vrtné soupravy nebo ručně;
• Drcený kámen se nalije na dno ve vrstvě 10-15 cm a zhutní se;
• Uprostřed je instalována tyč a svisle zarovnána;
• Prostor mezi sloupkem a stěnami jámy je vyplněn drceným kamenem, zhutňovaným vrstvu po vrstvě každých 15-20 cm. Vrchní vrstva se nalije „skluzavkou“, s přihlédnutím k postupnému usazování v průběhu času.

Butovanie — metoda náročná na pracovní sílu a vyžaduje pravidelné zhutňování, aby se zabránilo uvolnění podpěr.

Lití betonového pásu

Instalace pásového betonového základu pomáhá rovnoměrně rozložit tlak půdy během sezónních pohybů, takže jej lze použít ke zvýšení stability konstrukce na podmáčených vzdouvajících se půdách. Aby se zabránilo praskání základu, je vyztužen ocelovou výztuží a drenáž ve formě pískového polštáře odvádí vlhkost a doplňuje tlumení nárazů.

Lití betonového základu vyžaduje značné úsilí a čas:

• Nejprve se po obvodu plotu vykope příkop, mírně hlubší než je úroveň mrazu, široký asi 50 cm;
• Stěny výkopu jsou vyztuženy bedněním;
• Na dno se nasype vrstva písku o tloušťce 20–30 cm a musí se zhutnit;
• Do výkopu je položen výztužný rám;
• Sloupky jsou instalovány v určité vzdálenosti od sebe;
• Betonový roztok se nalije a musí několik dní tvrdnout, než bude možné pokračovat v instalačních pracích.

Betonový pásový základ je považován za jeden z nejstabilnějších, ale jeho stavba trvá dlouho a kvůli výkopovým pracím a nákladům na beton stojí nemalé peníze – na to je třeba být připraven.

Bodová betonáž s trvalým bedněním

Na rozdíl od pásového lití se zemní práce v tomto případě omezují na vrtání otvorů pro každou podpěru zvlášť. Pro lepší hydroizolaci se beton nelije přímo do otvoru, ale do plastové nebo skleněné izolační trubky. Tato dodatečná ochrana před vlhkostí prodlužuje životnost základů.

Takto vypadá pořadí operací při instalaci sloupů s betonáží v trvalém bednění:

• Značení se provádí po obvodu plotu;
• Do země se do nezamrzající vrstvy vyvrtávají otvory o průměru asi 20 cm;
• Připravuje se trvalé bednění. K tomu můžete použít plastové kanalizační trubky o průměru 11-16 cm, přibližně dvakrát širší než je průřez sloupků. Délka trubek by měla odpovídat hloubce otvorů a měla by vyčnívat několik centimetrů nad povrch. Druhou možností bednění jsou desky ze skleněné izolace, srolované do trubky vhodného průměru.
• Připravené bednění se instaluje do vyvrtaných otvorů;
• Na dno trubek se nalije 10 cm písku a uprostřed se instalují sloupky;
• Trubky jsou naplněny roztokem, který po vytvrzení bezpečně upevní sloup uvnitř bednění.

Ztracené bednění spolehlivě chrání beton před erozí, čímž zvyšuje trvanlivost konstrukce, a malý průměr a hladkost stěn izolačních trubek snižuje riziko vytlačení sloupků v důsledku mrazového zvedání. Takový plot však nebude možné postavit rychle, protože po instalaci sloupků je třeba před pokračováním v instalaci rámu a obkladu počkat, až beton plně dosáhne své konstrukční pevnosti.

Šroubové piloty

Základ plotu z pilot a šroubů je rychlý, spolehlivý a ekonomický způsob, jak stavět na rašelinové půdě. Šroubová pilota je vybavena lopatkami, které během šroubování zhutňují půdu a jsou upevněny ve stabilních vrstvách. Piloty jsou vyrobeny z vysokopevnostní oceli a jsou chráněny antikorozním nátěrem. Instalace pilot není spojena s výkopovými pracemi a lze ji provádět kdykoli během roku, protože díky své konstrukci se šroubové podpěry nebojí pohybů půdy v povrchových vrstvách.

Instalace sloupů na šroubových pilotách zahrnuje následující fáze:

• Stanovení hloubky zamrznutí a únosnosti půdy;
• Výpočet a výběr požadovaného množství, délky a průměru pilot;
• Obvodové značení;
• Ruční nebo hydraulické šroubování pilot do označených bodů. Během šroubování je sledována svislá poloha;
• Ořezávání vyčnívajících kmenů v požadované výšce, vyplnění dutiny směsí cementu a písku pro dodatečnou ochranu proti korozi;
• Montáž krytů a instalace sloupků. Sloupky jsou k krytům připevněny svařováním nebo šroubováním.

Jakmile je instalace sloupů na pilotovém základu dokončena, můžete okamžitě začít s další montáží plotu.

Použití kombinovaných podpěr – kovových sloupků, ke kterým jsou již přivařeny piloty požadované délky a průměru – dále zjednodušuje konstrukci plotu. V tomto případě stačí takový sloupek jednoduše zašroubovat do země do požadované hloubky.