Arendus

Unikaalse vundeerimisviisi - kiilvaivundeerimise- võttis kasutusele Võru Kolhooside Ehituskontori (KEK) eksperimentaaljaoskond 1980. aastate algul.

Aastatel 1981-1992 rajati Lõuna-Eestis kiilvaialustele umbes 480 maaehitist (loomakasvatus- ja tootmishooned, hoidlad, elamud, spordihooned jne)

Eesti juhtivspetsialistide, inseneride Ago Kuddu ja Mait Metsa ideedest lähtuvalt koostas insener Andri Needo juhitud töögrupp Vabariikliku projekteerimisnormini VEN-57-86, mis kehtis aastani 1996. Normi väljatöötamise aluseks olid laialdased uurimistööd, mille viis läbi PI EKE Projekti Tartu osakond. Uurimistöödel osalesid ka Riikliku Ehitusuuringute Instituudi, RPI Maaehitusprojekti ja PI EKE Projekti spetsialistid.

Võru KEKis ГрАЗ kraanale ehitatud rammimisseade

Vaiamisseade traktoril T-130 vaia löömas

Vaiamistööd ja postide montaaž Viljandi rajoonis Leie farmis (1984)

Ehitustegevuse elavnemisel 1990. aastate II poolel hakkas kiilvaivundamente projekteerima ja ehitama AS Kurmik.

Uus Kiilvaivundamentide projekteerimise juhend EVS/TS 1:2018, mis on Andri Needo juhitava töögrupi poolt 2018 aastal koostatud, on nüüdseks ekspertiisid läbinud ja 2023. aasta lõpul trükkimisvalmis saanud (allpool TS 1:2023).

Paralleelselt juhendi koostamisega on toimunud uurimistööd, mis võimaldavad kiilvaia võimalusi senisest veel paremini ära kasutada. Viimastel uurimistöödel Paide katsepolügoonil täpsustati kiilvaiade kasutusvõimalusi paekivisõelmetest täites.

Täiendatud on kiilvaivundamentide konstruktsioone. Kui vaia kandeomadusi on võimalik ära kasutada võib kiilvaivundamendi kandevõime betooni mahuühikule olla üle kahe korra suurem kui tavalises madalvundamendis.

Kasutus

Pakume kiilvaivundamentide projekteerimist, vaiamist ja rostvärgi ehitust. Soovi korral teeme ka vundamendi rajamiseks vajalikud töömaa ettevalmistus- ja mullatööd objektil.

Kiilvaivundeerimise efekt on märgatav enamikes ehitusalustes (moreenid, kruusad, liivad, möllid), sobib ka täitepinnas. Reeglina kasutatakse kiilvaivundamente tavaliste madalvundamentide asemel. Tihti on lühikeste jäikade, pinnast tihendavate kiilvaiade kasutamine otstarbekas ka traditsiooniliste prismaatiliste ja muud tüüpi vaiade asemel.

Kiilvaia rammimisaegseks mõjualaks pinnases loetakse vaia kahte arvutuspikkust (2L₁) pinnase arvutustasandist allapoole.

Kiilvaivundeerimine võimaldab vähendada vundamentide töö- ja materjalimahukust, sellega ka hinda ja ehitamisaega. Vundamendi rajamisega seotud tööd on toodud maapinnale – kaevikust välja. Loodusliku tihedusega pinnas jääb liigutamata ning rammimisel tiheneb nii palju, et vaia kandevõime suureneb üle kahe korra. Vundament projekteeritakse kandevõime eelhinnangu alusel. Lõplik kandevõime saadakse vaste alusel. Kandevõime määratakse TS 1: 2023 juhistel.

Viimased 25 aastat on Roomelt Needo juhtimisel kiilvaivundamentidele projekteeritud ja ehitatud 40-50 ehitist aastas. Nende seas on nii suuri kaubanduskeskusi, kui väikseid pereelamuid, kuni 6-korruselisi kortermaju, 20 m kõrgusi tööstus- ja põllumajandusehitisi, samuti mitmesuguseid tehnorajatisi.

Projekteerimisest

Kasutatakse kiilvaia erisust arvestavaid arvutusjuhiseid (TS 1:2023). Nende juhiste alusel leitakse vaia hinnanguline kandevõime kasutamiseks projekteerimisel. Seda kontrollitakse löök-koormuskatsega rammimisel ja järelrammimisel.
Selline tööde käik eeldab võrreldavat kogemust, mis Kurmikul on olemas.
Üksikvaia otsene arvutus-püstkandevõime R_c;do ≥ arvutus-püstkoormusest F_c;d. Seejuures
R_c;do=R_c;ko/γ_t , kus γ_t=1,1 on osavarutegur 2. arvutusvariandi korral. Vaia otsene normkandevõime: R_c;ko=R_c;m/ξ₆, kus ξ₆=1,25 (parandustegur üksikvaia otseselt määratud löökkatse korral)
Piirpüstkandevõime R_c;m leitakse löök-koormuskatse vaste alusel Gersevanovi valemi abil:

η - vaia materjalist sõltuv tegur, raudbetooni puhul η = 1500 kN/m²
A_p - vaia arvutusristlõike pindala m² (joonis 1)
ε² - löögi taastumise tegur, puitvahetükiga raudbetoonvaia puhul ε² = 0,2
s_e - järelrammimise üksiklöögi vaste m (või rammimisaegne üksiklöögi vaste sv)
m₁ - haamri (sh alasi) kogukaal kN, mehaanilise haamri puhul m₁= 0
m₂ - vaia ja vaia kaitsepea kaal kN
m₃ - diiselhaamri alasi (vahekolvi) kaal kN (mehaanilise ja hüdrohaamri puhul m₃ = 0)
E_d - löögienergia kNm
E_d = Q_h × H
kus
Q_h - haamri löögiosa kaal kN
H - löögiosa efektiivne kukkumiskõrgus m
Torudiiselhaamri puhul:
H = H₁ ‒ h
kus
H₁ - löögiosa kukkumiskõrgus m
h - esimese ülespõrke mõõdetud kõrgus m
(2) Arvväärtusel alla 2 mm tuleb vasteks se lugeda 2 mm. Arvutuse aluseks jääva vaste arvväärtust saab suurendada rammi löögiosa efektiivset kukkumiskõrgust H suurendades.
(3) Torudiiselhaamriga CП-75 saadud kontrollvastete alusel valemiga 5 leitud vaia norm-püstkande-võime väärtused ja torudiiselhaamri tehnilised andmed on esitatud lisas C.
(4) Üksikvaia otsene norm-püstkandevõime Rc;ko leitakse sama vaia piir-püstkandevõime jagamisel uuringute [2] alusel tuletatud vaste määramise ebatäpsust arvestava parandusteguriga:
R_c;ko= R_c;m/1,25
(5) Kaudne norm-püstkandevõime R_c;k leitakse n katsevaia piir-püstkandevõimete R_c;m järgi:

Katsevaiade arv	≤2	≤5	≤10	≤15	≤20
ξ₅	1,6	1,5	1,45	1,42	1,4
ξ₆	1,5	1,35	1,3	1,25	1,25

Eelhinnanguks võib kasutada kõiki TS 1:2023 toodetud püstkandevõime määramise meetodeid. Lõplikuks kandevõimeks saab lugeda üksikvaia otseselt määratud suurusi TS 1:2023 tabel 8 kohaselt ja kaudselt määratud suurusi tabel 9, kui otseselt ei määrata.

Vaiagrupis võib sõlmede konstrueerimisel võtta vaiade tsentrite vahekauguseks risti vaiapead minimaalselt 400 mm. See ei vähenda üksikvaia kandevõimet vaiagrupis.

Kiilvaia rõhtkandevõime on 1,3 korda suurem piki vaiapead (telg x) kui risti vaiapead (telg y).

Kiilvaia tuleb kontrollida:
• kandevõimele pinnase kandevõime suhtes
• vaia materjali tugevusele transpordil, rammimisel ja ekspluatatsioonis.

Vajumi arvutamise aluseks on madalvundamendi arvutusjuhised. Vai ja selle ümber paiknev pinnas moodustavad tingliku taldmiku, mille talla arvutuspinnaks võetakse vaia alumisest otsast 0,2L₁ sügavusele jääva rõhttasapinna osa pindala. Vaia arvutustega leitud vajum jagatakse vaia mõjupiirkonnas (sügavuseni 2L₁) kahega. Allpool mõju ei arvestata.

Arvutustes on oluline arvestada vaiade omavahelist kaugust (mõjualade kattumist).

Vaiamisseadmed (vaiarammid)

- Rammimisseade СП 28 C130 traktoril torudiiselhaamriga СП75A
- Rammseade Caterpillar ekskavaatori baasil (vahetatavad tööorganid: torudiiselhaamer СП75A, vibrosüvistaja ja puurimisseade)

Vaiamisseadmed on kasutatavad kiilvaiade ja kuni 8 m pikkuste prismaatiliste vaiade rammimiseks.
Liitvaiadena saab süvistada ka pikemaid, kuni 600 kN suuruse kandevõimega vaiu.