Na kotvenie prefabrikovaných stĺpov do základu možno použiť skrutkové spoje. Toto riešenie urýchľuje a zjednodušuje montáž, ale efektívne je už pri návrhu, keď sa konkrétny spoj dá navrhnúť pomocou softvéru. Skrutkové spoje prinášajú výhody aj z hľadiska udržateľnosti, keďže umožňujú opätovné využitie prefabrikovaných stĺpov. Výhodnosť použitia skrutkových spojov ako efektívnej náhrady votknutia stĺpa do kalicha sa preukázala nielen z hľadiska finančnej úspory, ale aj z hľadiska úspory času a prácnosti. Trend zefektívňovania stavebných prác núti stavebný priemysel využívať také riešenia, ktoré túto efektivitu umožňujú, od návrhu cez realizáciu až po opätovné využitie prvkov. Skrutkové spoje spájajú práve tieto nevyhnutné predpoklady pre efektívnejšie, rýchlejšie a udržateľnejšie stavebníctvo.
Princíp a komponenty skrutkových spojov
Skrutkové spoje pozostávajú zo stĺpových pätiek (Peikko HPKM® a BOLDA®), ktoré sa osádzajú do prefabrikovaného železobetónového stĺpa, a kotevných skrutiek (Peikko HPM® a PPM®), ktoré sa osádzajú do základovej konštrukcie, prípadne do spodného prefabrikovaného stĺpa. Už umiestnenie kotevných skrutiek do základovej konštrukcie prináša značné úspory. Pri výrobe prefabrikátov sa pri osádzaní stĺpových pätiek používajú tzv. vynechávky, ktoré zabezpečujú potrebný otvor v stĺpe.
Na zabezpečenie správnej polohy skrutiek v základe sa používa montážna šablóna, prípadne montážny rám. Samotné stĺpy sa pri montáži osadia na spodnú maticu kotevných skrutiek a po nastavení horizontálnej a vertikálnej polohy sa stĺp cez stĺpovú pätku dotiahne hornou maticou. Dotiahnutím matíc sa stĺp pre štádium montáže zaistí a nie je potrebné ho potom zavetrovať. Na záver sa skrutkové spoje zalievajú.
V štádiu používania bude spoj a kotevné skrutky pôsobiť ako tradičný železobetónový prierez. Po zaliatí betónom je skrutkový spoj rovnako tuhý ako monolitický spoj prierez.
Inovácie stĺpových pätiek a softvérová podpora
Najnovšia generácia stĺpových pätiek pre vysoké zaťaženie (BOLDA®) je optimalizovaná tak, že je kompaktnejšia nielen v porovnaní s predchádzajúcou verziou, ale aj s alternatívnymi dostupnými stĺpovými pätkami. Vďaka kompaktnému vyhotoveniu stĺpovej pätky možno dosiahnuť až o 24 % menšie prierezy stĺpov v porovnaní s predchádzajúcou stĺpovou pätkou PEC®. Menšie prierezy znižujú nároky na spotrebu materiálu a zlepšujú využitie priestoru v budovách. Samotná pätka je v porovnaní so svojím predchodcom zároveň ľahšia približne o tretinu. Rovnako je výrazne ľahšia aj v porovnaní s alternatívnymi pätkami.
Návrh pätky je možný v softvéri Peikko Designer, ktorý spracúva výpočty na základe eurokódov. Posúdiť skrutkové spoje možno v montážnom aj konečnom štádiu. Rovnako možno posúdiť spoj na zadané zaťaženie aj pri požadovanej požiarnej odolnosti. Súčasťou programu je i návrh prídavnej výstuže. Najnovšia generácia stĺpových pätiek na vysoké zaťaženie má certifikát ETA, ktorý je založený na rozsiahlych skúškach odolnosti proti ohybu a šmyku a požiarnej odolnosti. Ide o jediný skrutkový spoj posudzovaný podľa ETA pre vysoké zaťaženie.
Výhody použitia skrutkových spojov v stavebníctve
Skrutkové spoje prinášajú viaceré priame aj nepriame úspory, a to najmä časové a finančné. Podrobnejšie si ich rozoberieme v nasledujúcich sekciách.
Menší objem železobetónu
Najzásadnejší vplyv na cenu samotného spoja má redukcia objemu železobetónu potrebného na zakotvenie stĺpa. Na základe projektov realizovaných v praxi sa ukazuje, že so zväčšovaním prierezu stĺpa a zvyšovaním potrebnej únosnosti sa výhodnosť použitia skrutiek ešte zvyšuje, a to aj niekoľkonásobne.
Vypustenie kalichovej hlavice
Keďže spôsob votknutia stĺpa do základu je iný, kalich možno vypustiť. Práve tento krok prináša značnú úsporu. Samotný objem vypustenej časti železobetónu spracovaného na stavbe v prípade použitia skrutiek namiesto kalichov možno pomerne jednoducho spočítať a finančne vyčísliť. Rovnako dôležitý je aj časový parameter. Dodatočné vyhotovenie kalichovej hlavice značne predlžuje čas realizácie základov. Vyviazanie výstuže do kalicha, potom debnenie a betonáž predstavujú niekoľko procesov navyše, ktoré okrem predĺženia realizácie zvyšujú aj riziko prestojov na stavbe. Ak sa kalich realizuje ako súčasť rozšírenej vrchnej časti vŕtanej pilóty (najmä pri halových objektoch), ide síce v porovnaní s tradičným zhotovením hlavíc z časového hľadiska o úsporu, ale finančné nároky na realizáciu samotných pilót sa zvyšujú. V neposlednom rade to predlžuje práve tento pomerne kritický proces z časového hľadiska.
Optimalizácia základovej pätky
Keďže spôsob votknutia stĺpa do základu je iný, možno optimalizovať aj samotnú veľkosť základovej pätky, keďže rozšírenie pätky na účely kalicha už nie je potrebné. Pri návrhu optimalizovanej pätky na skrutkový spoj je, samozrejme, potrebné dodržať podmienky uvedené v technických manuáloch. Z praxe vyplynulo, že v prípade pätky na skrutky sa v porovnaní s kalichom vždy ušetrí železobetón. Pri komplexnom posúdení finančnej výhodnosti skrutkového spoja sa však berú do úvahy aj iné parametre.
Redukcia dĺžky stĺpa
Zámena kotvenia stĺpa z kalicha na skrutky prináša so sebou aj redukciu jeho dĺžky. Hĺbka votknutia je v prípade realizácie do kalicha ľahko preskúmateľná a možno ju jednoducho vyčísliť. So zvýšenou dĺžkou stĺpa sa priamo spája aj zvýšená prácnosť a vyššia hmotnosť, čo sa negatívne prejavuje nielen na stavbe, ale aj na doprave z výrobne prefabrikátov na stavbu.
Rýchlejšia a jednoduchšia montáž
Ďalšou výhodou použitia skrutkového spoja je urýchlenie procesu výstavby. Vztyčovanie, resp. osádzanie stĺpov môže realizovať malá montážna skupina a rovnako nie je potrebné stĺpy dočasne podopierať. Len čo sa utiahnu matice v spoji, spoj je schopný prenášať momentové zaťaženie a žeriav sa môže presunúť k vztyčovaniu ďalšieho stĺpa. Použitie skrutkových spojov takisto zvyšuje presnosť polohy stĺpa po osadení, znižuje čas potrebný na použitie žeriava, a tým sa šetria aj náklady. Zároveň sa zvyšuje bezpečnosť a zlepšuje prístupnosť na stavbe. Presné osadenie skrutiek do základu sa môže síce javiť ako určitá bariéra, no podstatne sa urýchli proces montáže stĺpov. Pri osadení do kalicha je tzv. rezerva väčšia, ale montáž je v porovnaní s montážou na skrutky rádovo pomalšia. To sa prejaví aj na celkovej cene prác, keďže presné zameriavanie sa realizuje súbežne s osádzaním stĺpov do kalichov, pričom je potrebné platiť prestoje žeriava. Pri osadení stĺpa na skrutky je presné doladenie polohy výrazne rýchlejšie a v konečnom dôsledku aj lacnejšie.
Pre lepšiu prehľadnosť si pozrime kľúčové rozdiely medzi tradičným kalichovým kotvením a skrutkovými spojmi:
| Parameter | Tradičné kalichové kotvenie | Skrutkové spoje |
|---|---|---|
| Montážna rýchlosť | Pomalšia, viac procesov (vyviazanie, debnenie, betonáž) | Rýchlejšia, menšia montážna skupina |
| Dočasné podopieranie stĺpa | Potrebné zavetrovánie | Nie je potrebné po dotiahnutí matíc |
| Objem železobetónu v základe | Vyšší (kvôli kalichu) | Menší (kalich je vypustený) |
| Dĺžka a hmotnosť stĺpa | Väčšia (kvôli hĺbke votknutia) | Menšia |
| Presnosť osadenia | Väčšia rezerva, náročnejšie doladenie | Vyššia, rýchlejšie doladenie polohy |
| Opätovné použitie prvkov | Obmedzené | Umožnené |
| Bezpečnosť a prístupnosť na stavbe | Potenciálne nižšia (viac procesov, prestojov) | Vyššia |
| Softvérová podpora návrhu | Tradičné metódy | Špecializovaný softvér (napr. Peikko Designer) |
| Certifikácia pre vysoké zaťaženie | Štandardné postupy | ETA certifikácia (pre niektoré typy) |
Možnosť opätovného použitia stĺpov a udržateľnosť
Stavebný priemysel je známy ako jeden z najväčších spotrebiteľov surovín na svete a má aj významný vplyv na globálne emisie CO2. Preto môže byť opätovné použitie prefabrikovaných betónových konštrukcií jedným z hlavných kľúčov na zníženie týchto negatívnych vplyvov. Opätovné použitie betónových konštrukcií je aktuálnou a do budúcnosti aj nevyhnutnou témou. Skrutkové spoje použité na kotvenie stĺpov do základu umožňujú zaoberať sa aj touto tematikou.
Nepriama finančná úspora
K najčastejším nepriamym finančným úsporám patrí zmena hĺbky umiestnenia hornej hrany základovej pätky. S tým súvisí aj zmena skladby niektorých podkladových vrstiev podlahy v prípade, že to miestne pomery na stavbe umožňujú. V niektorých prípadoch je potrebné realizovať výkopy po hornú hranu základovej pätky, aby sa mohol realizovať kalich, a potom treba tento objem zasypať kamenivom. Zmena spôsobu kotvenia z kalicha na skrutky umožní umiestniť pätku vyššie. Tým sa minimalizujú výkopy a nasledujúce zásypy, ktoré majú priamy vplyv na finančné a časové parametre výstavby.
tags: #kotvenie #prefabrikovaneho #skeletu #do #zakladov