Aktualna sytuacja na rynku zbożowym w Polsce
Aktualnie borykamy się w Polsce z wysokim poziomem zapasu zboża. Kolejne zabiegi, mające na celu udrożnienie rynku, sprzedaż nadwyżki zboża i spokój rolników w czasie żniw, dotychczas nie przyniosły efektów. Sytuacja ta generuje potrzebę gromadzenia coraz większej ilości zboża. Coraz więcej firm i rolników decyduje się na zakup i budowę infrastruktury magazynowej, w tym silosów.
Silosy przeznaczone są do długotrwałego magazynowania ziarna zbóż, kukurydzy i nasion oleistych oraz krótkotrwałego przechowywania materiału przed lub po suszeniu czy czyszczeniu. Zasadniczo mamy dwa rodzaje silosów – lejowe i płaskodenne.
Rodzaje silosów
Wśród silosów wyróżnia się głównie dwa rodzaje: lejowe i płaskodenne. Silosy lejowe charakteryzują się stożkowym dnem, co umożliwia ich całkowite rozładowanie grawitacyjne. Konstrukcja opiera się na słupkach, które stanowią podstawę silosu. Czyli mamy tu reakcje ze słupków na fundament. Zasadniczą różnicą silosów płaskodennych jest to, że silosy te posadowione są bezpośrednio na płycie fundamentowej, a nie na słupkach.
Stożkowe dno silosów lejowych umożliwia całkowite grawitacyjne rozładowanie silosu. Silosy wykonane są z blachy falistej ocynkowanej, która zwiększa wytrzymałość konstrukcji. W silosach lejowych istnieje możliwość zainstalowania systemu wentylacji ziarna. Konstrukcja silosa opiera się na słupkach, które stanowią punktowe podpory. Tu kluczowe podczas doboru posadowienia są reakcje ze słupków na fundament.
Silosy płaskodenne służą do długoterminowego przechowywania różnych zbóż oraz kukurydzy i rzepaku. Jest to najlepsze rozwiązanie dla gospodarstw, które zasypują zbiornik maksymalnie kilka razy w roku. Zbiornik ten jest 2-krotnie tańszy niż silos lejowy. Minusem jest konieczność nagarniania końcówki zboża na przenośnik rozładunkowy. Ten rodzaj konstrukcji posadowiony jest bezpośrednio na płycie fundamentowej. W tym przypadku kluczowe jest obciążenie od produktu równomiernie rozłożone w kPa.
Obciążenia i wzmocnienie
Dla projektanta konstrukcji silosa, a tym samym dla projektanta wzmocnienia, najważniejsze są osiadania różnicowe. Wartość osiadania całkowitego jest drugorzędna i waha się od 2 do nawet 5 cm.
Przykładowe wytyczne dla silosa lejowego:
- dopuszczalne osiadania równomierne do 50 mm
- dopuszczalne osiadania różnicowe dla dwóch sąsiednich słupów do 2,8 mm
Dla silosa płaskodennego:
- dopuszczalne osiadania równomierne do 50 mm
- dopuszczalne osiadania różnicowe 2,6 mm na 1 m
Właśnie z uwagi na powyższe warunki ważne jest odpowiednie rozpoznanie podłoża gruntowego i właściwy dobór wzmocnienia gruntu.
Posadowienie silosów
W porozumieniu z projektantem konstrukcji, projektant geotechniczny powinien dobrać wzmocnienie podłoża w taki sposób aby nie przekroczyć dopuszczalnych wartości osiadań, jednak równie istotną sprawą jest, aby zweryfikować osiadania różnicowe i nie pozwolić na przechylanie się silosów.
Silosy można posadowić na kilku oddylatowanych płytach fundamentowych albo na jednej wspólnej płycie. Należy zwrócić uwagę na to, że silosy posadowione na jednej płycie mogą generować jej zginanie, bo przecież nie zawsze jest tak, że wszystkie silosy będą pełne albo puste. Może być pełny tylko środkowy a ostatni pusty itp. Stąd ważne jest, aby dokładnie ustalić czy zakładane obciążenia uwzględniają wszystkie przypadki.
I tak przykładowe posadowienie silosa lejowego, gdzie reakcje od słupków wynosiły do 1100 kN, ale też pojawiały się siły odrywające zaprojektowano na palach przemieszczeniowych, zbrojonych. Żelbetowy fundament pierścieniowy oparto na 10 palach CMC, połączonych sztywno z fundamentem za pomocą zbrojenia. Długości pali dobrano do warunków gruntowych i wymaganych osiadań.
W przypadku silosa płaskodennego, przy obciążeniu powierzchniowym rzędu 600 kPa, wzmocnienie podłoża należy założyć pod całą płytą, nie tylko pod pierścieniem. Można tu zastosować objętościowe wzmocnienie podłoża, gdzie w rezultacie uzyskujemy kompozyt gruntu i kolumn, współpracujących jako jednolita struktura o zwiększonej nośności. W zależności od warunków gruntowych można zastosować betonowe kolumny przemieszczeniowe CMC lub kolumny polegające na mieszaniu gruntu z cementem znane jako DSM.
Warto wspomnieć, że często przy budowie silosów wykonywany jest cały szereg obiektów towarzyszących. Dla tak kompleksowej inwestycji konieczna jest analiza wzmocnienia podłoża nie tylko pod silosy, ale także całą infrastrukturę towarzyszącą jak suszarnia, budynek magazynowy, budynek z koszem przyjęciowym, budynek laboratorium z częścią socjalną i wagami samochodowymi.