background image

22.

 

Pale i fundamenty na palach: rodzaje, zastosowania i technologie. 

I.

 

Rodzaje: 

1.

 

Pale przemieszczeniowe PN-EN 12699:2002 

A.

 

Pale prefabrykowane 

a)

 

Betonowe, stalowe, drewniane 

b)

 

Wbijane, wwibrowywane, wciskane, wkręcane 

B.

 

Pale formowane w gruncie. Formowane z rurą odzyskiwaną lub 
pozostawianą w gruncie 

a)

 

Pale Franki 

b)

 

Pale BSP 

c)

 

Pale Fundex 

d)

 

Pale Vibrex 

2.

 

Pale wiercone PN-EN 1536:2001 

C.

 

Formowane z betonu lub żelbetu w gruncie, w otworze wywierconym lub 
wykopanym pod osłoną rury lub bez niej. 

a)

 

Pale wielkośrednicowe 

b)

 

Pale Wolfsholza 

c)

 

Barety 

d)

 

Pale CFA 

e)

 

Pale Starsol 

f)

 

Pale CFP 

g)

 

Pale Soilex 

h)

 

Pale Tubex 

i)

 

Pale Atlas 

II.

 

Zastosowanie(„W celu zaprezentowania szerokiego zakresu możliwości zastosowania 

posadowienia na palach przedstawiono róźne rodzaje konstrukcji spełniające różne funkcje 

w przekazywaniu obciążeń na podłoże”

1

): 

a)

 

Posadowienie na pojedynczych palach stalowych mola spacerowego w 
Międzyzdrojach 

b)

 

Posadowienie na palach drewnianych mola spacerowego w Sopocie 

c)

 

Posadowienie podpory wiaduktu drogowego na obwodnicy Gdańska 

d)

 

Posadowienie podpory wiaduktu drogowego na autostradzie A1 

e)

 

Posadowienie mostu im. Jana Pawła II w Gdańsku na palach wierconych 
wielkośrednicowych z iniekcją pod podstawą 

f)

 

Posadowienie podpory mostu nad Nogatem w miejscowości Kępki na stalowych 
palach rurowych , z iniekcją pod podstawą 

g)

 

Posadowienie budynku dydaktycznego na palach Atlas na terenie Politechniki 
Gdańskiej 

h)

 

Posadowienie na palach CFA zespołu budynków mieszkalnych w Gdańsku Wrzeszczu 

i)

 

Posadowienie na palach żelbetowych prefabrykowanych i stalowych rurowych 
wbijanych pirsu spacerowego w Gdańsku 

j)

 

Posadowienie na palach żelbetowych prefabrykowanych budynku piekarni w 
Gdańsku 

                                                           

1

 K.Gwizdała „Fundamenty Palowe. Technologie i obliczenia.” Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010 

background image

k)

 

Posadowienie na palach Vibro – Fundex podpory mostu na trasie autostrady A1 

l)

 

Posadowienie na palach żelbetowych prefabrykowanych nasypu drogowego na trasie 
autostrady A2 

m)

 

Wzmocnienie za pomocą pali wykonanych w technologii iniekcji strumieniowej (jet 
grouting) fundamentów Dworku Młyniska w Gdańsku 

n)

 

Posadowienie na palach wielkośrednicowych wierconych z iniekcją pod podstawą 
fundamentu pylonu hali sportowo – widowiskowej na granicy Gdańska i Sopotu 

o)

 

Posadowienie na palach budynków wysokich, zastosowanie fundamentów płytowo – 
palowych. 

„Fundamenty palowe stosujemy przede wszystkim w następujących przypadkach:  

a)

 

gdy w górnych, przypowierzchniowych obszarach podłoża zalegają grunty o małej 
nośności i dużej odkształcalności (np. torfy, namuły, gytie, luźne nasypy, stare 
odpady komunalne),  

b)

 

zachodzi potrzeba przemieszczenia dużych obciążeń skupionych w postaci sił 
pionowych, poziomych, momentów, i/lub ich kombinacji (np. podpory mostów, 
obiekty budownictwa hydrotechnicznego, morskiego i pełnomorskiego, wysokie 
budynki, obiekty typu wieżowego),  

c)

 

warunki konstrukcyjne i/lub  eksploatacyjne wymagają ograniczenia bezwzględnej 
wielkości osiadań lub różnicy osiadań,  

d)

 

posadowienie obiektów na terenach  starych odpadów komunalnych, 
przemysłowych (np. obiekty handlowe, hale produkcyjne, estakady drogowe),  

e)

 

zachodzi potrzeba stabilizacji skarp, zboczy, uskoków naziomu, nasypów na podłożu 
odkształcalnym,  

f)

 

jako obudowa głębokich wykopów, garaży podziemnych, torowisk poniżej 
powierzchni terenu,  

g)

 

dla potrzeb wzmocnienia istniejących fundamentów w wyniku ich uszkodzenia, lub w 
celu przeniesienia zwiększonych obciążeń, lub dla przekazania obciążeń na głębsze 
obszary podłoża.”

2

 

III.

 

Technologie: 
1.

 

 
A.

 

Pale prefabrykowane 

Parametry: 

 

pale pełne o przekroju 25x25 – 40x40 (co 5 cm), 

 

pale w postaci rur z dnem zamkniętym lub otwartym, średnica do 80cm, długość do 
36m, 

 

korzystne jest wykorzystanie betonu o b. dużej wytrzymałości i wysokowartościowej 
stali żebrowanej, 

 

w ostatnich latach powrót do praktyki-nowe technologie. 

Zalety: 

 

szybkość wykonania (200-350 mb/dzień/palownica), 

 

znaczna długość (do 40m – pale łączone), 

 

łatwość dostosowania aktualnej długości do warunków gruntowych, 

                                                           

2

 

http://www.pg.gda.pl/~tbrzo/pliki/Proj_fund_na_palach.pdf

  K.Gwizdała 

background image

 

wysokiej klasy beton – dobra sprężystość, duża skuteczność wbijania, trwałość i 
odporność na zarysowania, odpowiednia szczelność, mrozoodporność, odporność na 
agresywne działanie wody, gruntu, gazów (np. składowiska), 

 

czysty plac budowy (bez wydobywania i wywożenia gruntów), 

 

duże zakresy pochylenia pali, 

 

bieżąca kontrola - pomiar wpędu i weryfikacja zagłębienia w podłoże nośne oraz 
kontrola za pomocą wzorów i badań dynamicznych (PDA), 

 

kontynuacja robót i obciążenie pali bezpośrednio po ich wbiciu, 

 

dobra praca na wyciąganie, 

 

klarowna kontrola nadzoru-długość pala, beton, wpęd, profil, 

 

niezależność od warunków atmosferycznych, 

 

wykorzystanie młotów z osłoną dźwiękoszczelną – tereny zabudowane. 

Wady: 

 

drgania podłoża przenoszone na sąsiednie obiekty 

B.

 

a) Pale Franki 
Formowane w gruncie w rurach pogrążanych udarowo 

 

średnica 35, 40 i 50 cm, długość średnio do 12m (18m) 
Wykonanie: 

 

w rurze wilgotna mieszanka betonowa zagęszczana młotem w kształcie cygara o 
masie 2,5-5 t i średnicy mniejszej o 15 cm od rury 

 

mieszanka betonowa zagęszcza się i klinuje tworząc korek, który wbija rurę w grunt 

 

na wymaganej głębokości wybija się korek betonowy poniżej – poszerzona podstawa 
pala 

 

do rury wkłada się kosz zbrojeniowy i formuje trzon pala dosypując mieszankę 
betonową, ubijając ją podciąga się rurę do góry, młot ubija mieszankę wewnątrz 
zbrojenia 
Zalety: 

 

duża nośność 

 

dobre w gruntach niespoistych, zagęszczenie przy wykonawstwie 
Wady: 

 

hałas i drgania w czasie wykonawstwa szkodliwe dla sąsiednich obiektów, 

 

duży nakład robocizny 

 

obecnie rzadko stosowane 

b)

 

Pale BSP 
Odmiana pali Franki. Formowane w gruncie z użyciem traconych rur osłonowych, 
zamkniętych od dołu przyspawaną blachą, pogrążanych udarowo 

 

średnice rur wg tabeli: 

Średnica 
rury w mm 

Minimalna grubość 
rury w mm 

Masa młota t 

Udźwig pala kN 

254 

3.3 

0.75 

150 – 200 

305 

3.3 

1.2 – 1.8 

300 – 400 

356 

3.3 

2.0 – 2.7 

400 – 550 

406 

3.7 

2.5 – 3.5 

500 – 650 

457 

4.0 

3.0 – 4.0 

650 – 750 

508 

4.5 

4.0 – 4.5 

800 - 1000 

Wykonanie: 

 

w rurze wilgotna mieszanka betonowa zagęszczana młotem w kształcie cygara o 
masie 0,75 - 54,5 t i średnicy mniejszej o 15 cm od rury 

 

mieszanka betonowa zagęszcza się i klinuje tworząc korek, który wbija rurę w grunt 

 

rurę wypełnia się mieszanką betonową 

background image

Zalety: 

 

stosowane w miejscach niedostępnych dla ciężkich maszyn 

 

stosowane w szczególnych warunkach wykonawstwa np. na torowiskach kolejowych 
Wady: 

 

hałas i drgania w czasie wykonawstwa szkodliwe dla sąsiednich obiektów, 

 

duży nakład robocizny 

 

prymitywna technologia przydatna przy małej liczbie pali 

c)

 

Pale Fundex 

Formowane w gruncie przy użyciu rury obsadowej pogrążanej i równocześnie 
pokręcanej, zamkniętej od dołu traconą końcówką o średnicy 52 - 65cm. 
Najczęstsze średnice trzonu: 457mm i 508mm, długość do 25m, nachylenie 5:1. 
Do pogrążania rury siłą nacisku 200kN i moment obrotowy 120-500kNm. 
Wykonanie: 

 

rurą z końcówką wkręca się lub wbija w grunt, 

 

na wymaganej głębokości do rury wstawia się zbrojenie i wypełnia mieszankę 
betonową, 

 

przy wyciąganiu rury, nad pozostawioną końcówką (butem) formuje się powiększona 
podstawa i trzon. 

Zalety: 

 

rozpychanie gruntu na boki w czasie głębienia – poprawa nośności na pobocznicy 

 

brak wynoszenia gruntu na powierzchnią 

 

stalowa podstawa daje duży opór przy małych osiadaniach 

d)

 

Pale Vibrex 

Formowane w gruncie jak pale Fundex. Dodatkowo do wykonania pala stosuje się 
specjalny wibrator w celu poszerzenia podstawy. 
Wykonanie: 

 

rur z końcówką wbija się lub wwibrowuje w grunt, 

 

na wymaganej głębokości do rury wstawia się zbrojenie i wypełnia mieszanką 
betonową, 

 

rur podciąga się na wysokość 1,5-3,0 m, uzupełnia betonem i zamyka od góry, 

 

rur wbija się do poprzedniej głębokości – rozepchnięcie betonu i gruntu – powstaje 
poszerzona podstawa, 

 

operację można powtarzać kilkakrotnie dobijając coraz płycej – poszerzony trzon na 
określonej długości 

Zalety: 

 

bardzo dobra nośność przy bardzo małym osiadaniu, 

 

brak wynoszenia gruntu na powierzchni 

Wady: 

 

przy wbijaniu występują lekkie drgania podłoża 

2.

 

C.  a) Pale wielkośrednicowe 
Formowane w otworach rurowanych lub w zawiesinie bentonitowej. Rury grubościenne 
o średnicy 0,6 – 1,8 m, długość do 28m, pochylenie 7:1. Wiercenie – świdry kubłowe lub 
spiralne, kruszenie – dłuta, czasem wybieraki dłutowe lub chwytaki. Rury – zapewnienie 
stateczności ścian otworu i niedopuszczenie do rozluźnienia gruntu. W rurze wymagane 
jest cały czas nadciśnienie wody min o 3m względem gruntu (w innym przypadku 
zassanie gruntu przez świder). 
Wykonanie: 

 

zagłębianie odcinka rury z jednoczesnym wydobywaniem z niej gruntu na żądaną 
głębokość 

 

wstawia zbrojenie w kształcie kosza i rozpoczyna się betonowanie 

background image

 

betonowanie metodą kontraktor, mieszanka o konsystencji ciekłej, z kruszywa 
naturalnego 

 

w miarę postępu betonowania podciąga się do góry rurę obsadową i demontuje 

 

można stosować naprężenie podstawy – zwiększenie nośności 

Zalety: 

 

zastosowanie w każdych warunkach gruntowych 

 

przenoszenie dużych obciążeń 

Wady: 

 

potrzebne są urządzenia o dużej mocy 

b)

 

Pale Wolfholza 

Wciskane w grunt rury obsadowej z jednoczesnym wybieraniem urobku. Średnica pali: 
ø36m, ø40cm i ø50cm, długość do 17m. Wiercenie wykonywane ręcznie (trójnóg) lub 
maszynowo (wiertnica). 
Wykonanie: 

 

rurę obsadową wciska się w grunt jednocześnie wybierając urobek 

 

na wymaganej głębokości do rury wstawia się kosz zbrojeniowy i zamyka szczelną 
głowicą 

 

przez głowicę tłoczy się powietrze, by wypchnąć z rury wodę 

 

podanie mieszanki betonowej przez głowic i rurę obsadową 

Zalety: 

 

wykonywane w miejscach trudno dostępnych dla maszyn 

 

mała uciążliwość dla otoczenia 

Wady: 

 

praktycznie nie wykonywane 

c)

 

Barety 

Włączone do pali wg podziału PN-EN 1536;2001. Powszechnie stosowana w miejsce pali 
wielkośrednicowych. Początkowo stosowane w metodzie stropowej jako fundamenty 
słupów tymczasowych. Chwytaki: długość 2,5 – 2,8 m, szerokość 0,6 lub 0,8 m 
Wykonanie: 

 

jak pojedyncze sekcje ścian szczelinowych 

Zalety: 

 

wykorzystanie sprzętu i zaplecza do głębienia ścian szczelinowych, 

 

w przypadku mostów i wiaduktów prostokątny kształt stwarza korzystne warunki do 
przenoszenia obciążeń poziomych (w jednym kierunku znaczna sztywność przekroju, 
w drugim duża pow. przekazu sił na grunt), 

 

łatwiejsze i szybsze w budowie niż rurowane pale wielkośrednicowe 

Wady: 

 

potrzebna wytwórnia zawiesiny, 

 

brudne wykonawstwo 

d)

 

Pale CFA 

CFA-Continous Flight Auger, nazywane dawniej FSC, większość wykonywanych w kraju 
pali o średnicach do 0,8m. Średnice: 0,4-1,2m (głównie 0,6 i 0,8m), głębokość do 30m. Na 
podstawie doświadczeń krajowych można przyjmować nośności graniczne: 900kN - φ 
50cm, 1400kN - φ 60cm, 2000kN - φ 70cm, 2400kN - φ 80cm. 
Wykonanie: 

 

wkręcenie ciągłego świdra ślimakowego na żądaną głębokość – częściowe 
rozpychanie gruntu 

 

podciąganie świdra bez obracania z równoczesnym wtłaczaniem mieszanki 
betonowej przez rurę rdzeniową 

background image

 

w ciekłą mieszankę wprowadza się zbrojenie (kosze, wiązki prętów, sztywne profile 
walcowane), wciskanie zbrojenia do głębokości uzasadnionej względami 
technicznymi 

Zalety: 

 

bardzo duża wydajność robót 

 

możliwość pokonania dużych oporów 

 

wszystkie rodzaje gruntu, bez rurowania otworu 

Wady: 

 

wykonanie tylko pali pionowych 

 

częściowe wynoszenie gruntu na powierzchnię – rozluźnienie gruntu 

e)

 

  Pale Omega 

Odmiana pali CFA o specjalnej konstrukcji świdra – pełne przemieszczenie gruntu na boki 
z dogęszczeniem w czasie wkręcania. średnice: 31 – 61cm, długość do 32m, nachylenie 
3:1 
Wykonanie: 

 

wkręcenie ciągłego świdra ślimakowego na żądaną głębokość – częściowe 
rozpychanie gruntu 

 

podciąganie świdra bez obracania z równoczesnym wtłaczaniem mieszanki 
betonowej przez rurę rdzeniową 

 

w ciekłą mieszankę wprowadza się zbrojenie (kosze, wiązki prętów, sztywne profile 
walcowane), wciskanie zbrojenia do głębokości uzasadnionej względami 
technicznymi 

Zalety: 

 

przemieszczenie i dogęszczenie podłoża, również wtórne przy podnoszeniu 
(odwrotne ustawienie łopatek dolnej i górnej) 

 

brak wynoszenia gruntu na powierzchnią 

 

zmienna średnica i zróżnicowany skok świdra - pokonanie dużych oporów 

 

korzystna zależność obciążenie osiadanie 

Wady: 

 

wymagane maszyny o dużej sile nacisku na świder i momencie obrotowy 

f)

 

Pale Starsol 

Rozwinięcie metody CFA. 
Wykonanie: 

 

wkręcenie ciągłego świdra ślimakowego na żądaną głębokość – częściowe 
rozpychanie gruntu 

 

podciąganie świdra bez obracania, końcówka przewodu rdzeniowego dociskana jest 
do gruntu pod podstawą pala – przeciwdziałanie rozluźnieniu 

 

w ciekłą mieszankę wprowadza się zbrojenie (kosze, wiązki prętów, sztywne profile 
walcowane), wciskanie zbrojenia do głębokości uzasadnionej względami 
technicznymi 

Zalety: 

 

bardzo duża wydajność robót 

Wady: 

 

wykonanie tylko pali pionowych 

 

częściowe wynoszenie gruntu na powierzchnię – rozluźnienie gruntu na pobocznicy 

g)   Pale CFP 
CFP – Cased Fligt Auger, połączenie pali CFA i tradycyjnych pali wierconych. Wiercenie 
świdrem ślimakowym z jednoczesnym wkręcaniem rur osłonowych. Kierunki ich obrotu 
są przeciwne. 
Wykonanie: 

 

wkręcenie ciągłego świdra ślimakowego i rur osłonowych 

background image

 

gdy długość rury krótsza od pala to do końca dowiercenie samym świdrem 

 

podciąganie świdra bez obracania przy jednoczesnym betonowaniu 

 

w ciekłą mieszankę wprowadza się zbrojenie (kosze, wiązki prętów, sztywne profile 
walcowane), wciskanie zbrojenia do głębokości uzasadnionej względami 
technicznymi 

Zalety: 

 

większa pewność wykonania pala 

 

lepsze wprowadzenie zbrojenia w beton 

Wady: 

 

wykonanie tylko pali pionowych 

 

częściowe wynoszenie gruntu na powierzchnię – rozluźnienie gruntu 

h)   Pale Soilex 
Połączenie metody CFA i metody wykonywania pali z rozszerzoną komorą nad podstawą 
pala 
Wykonanie: 

 

wkręcenie ciągłego świdra ślimakowego 

 

podciąganie świdra bez obracania przy jednoczesnym betonowaniu 

 

w ciekłą mieszanką wprowadza się zbrojenie wraz z komorą, wciskanie zbrojenia do 
końca pala 

 

tłoczenie iniektu o ciśnieniu 0,5 - 3,0MPa do komory 

Zalety: 

 

zwiększona nośność w stosunku do CFA 

 

dobra praca od początku obciążenia 

 

pełne wykorzystanie warstwy nośnej przy niewielkim zagłębieniu 

Wady: 

 

wykonanie tylko pali pionowych 

 

częściowe wynoszenie gruntu na powierzchnię – rozluźnienie gruntu 

i)  Pale Tubex 
Pale wkręcane z równoczesnym wciskaniem – trzon z rury stalowej ( 22-46cm) i 
stożkowej metalowej podstawy ( 30-76cm z uzwojeniem spiralnym). 
Wykonanie: 

 

pogrążanie pala z jednoczesnym podpłukiwaniem zaczynem cementowym w dolnej 
części – powstaje otoczka z mieszaniny zaczynu i gruntu wokół pobocznicy 

 

wypełnienie trzonu pala betonem lub betonem zbrojonym 

Zalety: 

 

wykonywane w miejscach o ograniczonej wysokości 

 

uzyskanie znacznie większej średnicy roboczej pala niż wymiar nominalny 

Wady: 

 

zalecane w gruntach niespoistych 

 

duży koszt z powodu traconej podstawy i rur 

j)  Pale Atlas 
Formowane w gruncie przy użyciu wkręcanej rury wyposażonej na końcu w zewnętrzne 
uzwojenie, nacinające w gruncie spiralne poszerzenie członu. Od dołu rura zamknięta jest 
traconym stożkiem. Przekrój pala określają dwie średnice: Dc - korpusu uzwojenia i Df - 
zewnętrzna uzwojenia. W Polsce wykonywane pale o wymiarach Dc/Df: 36/53, 46/67, 
51/72 i 56/81. 
Wykonanie: 

 

rur z końcówką wkręca się i wciska w grunt (opory dajinformacje o gruncie) 

 

na wymaganej głębokości do rury wstawia się zbrojenie i betonuje na sucho 

 

przy wykręcaniu rury nacięcia w gruncie wypełnia beton – karbowana pow. 
pobocznicy 

background image

Zalety: 

 

bardzo dobra praca w podłożu gruntowym 

 

pełne przemieszczenie gruntu w podstawie i na pobocznicy, brak przemieszczenia 
gruntu do powierzchni