Artykuł SponSorowAny

Termin wykonania

próbnych obciążeń

Sprawdzenie nośności pali formowa-

nychwgrunciepowinnosięodbyćwter-

minie30dnioddatywykonania,czylipo

okresiewktórymbetonosiągazałożoną

gwarantowaną wytrzymałość na ściska-

nie. Okres ten można skrócić po labo-

ratoryjnym potwierdzeniu dostatecznej

wytrzymałościpróbekbetonupobranych

przy formowaniu trzonu pala próbnego,

nadbetonowanejgłowicy,jakrównieżpali

kotwiących.Wceluprzyspieszeniatermi-

nubadaństosujesiębetonwyższejklasy,

bądź dodatki przyspieszające wiązanie.

Wprzypadkuzastosowaniainiekcjipod-

staw,palpróbnymożnaobciążaćwtermi-

nie2tygodniodprzeprowadzeniainiekcji,

apalekotwiącenależyiniektowaćdopiero

poprzeprowadzeniubadania.Wzasadach

ogólnychnormyznajdujesięzapisiżgdy

liczba pali jest większa niż 100 „Spraw-

dzenienośnościpalipróbnieobciążanych

należy przeprowadzać przed przystąpie-

niem do wykonania pozostałych pali”.

Ta zasada rzadko znajduje zastosowanie

zuwaginaokres,jakipowinienupłynąć

oddatyuformowaniapalidowykonania

badania, wpływający na rozciągnięcie

harmonogramu, jak również na koszty

ponownegosprowadzeniawiertnicy.Dal-

szestwierdzenienormyniepowinnobyć

jednak pomijane: „Należy wówczas za-

pewnićtakąkolejnośćwykonywaniapali,

aby w przypadku stwierdzonej zmiany

nośnościmożnabyłowykonaćniezbędne

zmianywprojekciepalowania”.

Liczba i wybór pali

przeznaczonych

do próbnych obciążeń

Liczbapaliprzeznaczonychdoprób-

nych obciążeń jest określona w PN-83/

B-02482ipowinnawynosićconajmniej

2 pale, gdy w skład fundamentu wcho-

dzi do 100 pali, oraz co najmniej 1 pal

na każde rozpoczęte dalsze 100 pali.

Większąliczbębadaństosujesięwprzy-

padku występowania szeregu różnych

stref geotechnicznych, bądź z uwagi na

szczególnewytyczneProjektanta.Prób-

nemuobciążeniunależypoddawaćpale

w miejscach najniekorzystniejszych

warunków geotechnicznych. Wyboru

dokonujesięteżczęstowkryteriumza-

pewnieniadojazdusprzętuciężkiegodo

stanowiskbadawczych.Najbardziejeko-

nomicznie uzasadnione jest wykonanie

próbnych obciążeń z użyciem pali ko-

twiących(kosztystanowiskbalastowych

sąowielewyższe),dlategoitenaspekt

jestczęstobranypoduwagęprzyustala-

niupalipróbnych.

Norma pozwala na odstąpienie od

próbnychobciążeń,jeżelinośnośćpod-

łożaijakośćwykonanychpaliniebudzą

zastrzeżeń. Można rozważać przepro-

wadzenie badania dynamicznego bądź

typu Statnamic, o ile zaistnieje możli-

wośćprzeprowadzeniabadańkorelacyj-

nych.Wprzypadkuprostychwarunków

geotechnicznych próbne obciążenia

można zastąpić badaniami ciągłości

pali metodą Crosshole Sonic Logging

na100%ogólnejliczbypali.

Projekt próbnego obciążenia

Opracowanie szczegółowego projek-

tupróbnegoobciążeniastatycznegojest

konieczne,nawetwprzypadkugdybada-

niewydajesięprostedoprzeprowadze-

nia. Z uwagi na zróżnicowanie sprzętu

będącego w posiadaniu wykonawców,

projektpowinienbyćopracowanyprzez

firmę, która została wybrana do prze-

prowadzeniabadania.Podstawąopraco-

waniaprojektupróbnegoobciążeniajest

projektfundamentupalowego,wktórym

powinnybyćzawarteobliczenianośno-

ści, dopuszczalne obciążenia oblicze-

nioweorazprzewidywanedopuszczalne

osiadaniapali.Niezbędnejesttakżeuzy-

skaniewynikówbadańgeotechnicznych,

szczególnie w przypadku konieczności

obliczenia nośności pali kotwiących.

Zarównoprojektjakiwynikibadańpo-

winnybyćsprawdzoneprzezProjektanta

fundamentupalowego.

Ważne odległości

Usytuowanie pali kotwiących, pod-

pórbalastuorazpodpórbazypomiaro-

wej powinno być tak dobrane, aby nie

wpływałonaprzebiegpróbnegoobciąże-

niastatycznegoinaodczytyprzemiesz-

czeń, jak również aby nie powodowało

nakładaniasięstrefnaprężeńwgruncie.

Każdanormawinnysposóbokreślami-

nimalneodległości(Tabela1).

Wnormachiwytycznychnieokreśla

się minimalnej odległości podpór bazy

pomiarowej od pobocznic pali kotwią-

cychikrawędzipodpórbalastu,choćma

ona znaczący wpływ na przebieg bada-

nia.Należyjednakzwrócićnatouwagę

istaraćsięzachowaćmożliwiedużydy-

stans.

Minimalna odległość

od pala próbnego do:

PN-83/B-02482

PN-EN 1536

ICE 2007

pali kotwiących

2.0 m i 1/10 L pala

kotwiącego (do pobocznicy

pala próbnego)

3.0 m i 3 D

(w świetle)

2.0 m i 3 D

(osiowo)*

krawędzi podpór

balastu

2.5 m lub 4 D dla D ≤ 0.6 m

(od osi)

3 D od pobocznicy

1.3 m

od pobocznicy

podpór bazy

pomiarowej

3.0 m lub 4 D dla D ≤ 0.6 m

(od osi)

Nie określono

2.0 m od pobocz-

nicy i 3 D od osi

Próbne obciążenia pali

formowanych w gruncie

Przeprowadzenie próbnych obciążeń pali fundamentowych jest planowane z dużym wyprzedzeniem

i powinno być wykonane dokładnie w wyznaczonym terminie. Prawidłowe i terminowe wykonanie

badań jest uzależnione od właściwego ich przygotowania. Kontynuacja wszystkich pozostałych robót

jest uzależniona od uzyskanych rezultatów, dlatego wyniki powinny być przedstawione niezwłocznie

po zakończeniu badania. W artykule przytoczono najważniejsze wytyczne pomocne w realizacji

pionowych próbnych obciążeń statycznych na wciskanie pali żelbetowych formowanych w gruncie.

*nie dotyczy przypadku gdy pale kotwiące są dłuższe od pala próbnego. Minimalna odległość

osiowa wynosi wtedy 5 D o ile nośność podstawy pala jest mniejsza niż 20% całkowitej nośności pala.

Tabela 1. Minimalne odległości w próbnych obciążeniach statycznych.

60

INżyNIer BuDowNIcTwa

Maj 2008

Artykuł SponSorowAny

Maksymalna siła

do uzyskania w próbnym

obciążeniu

Maksymalnasiładouzyskaniawprób-

nym obciążeniu wg PN-83/B-02482 po-

winna wynosić 150% nośności na wci-

skanie. Istnieją jednak odstępstwa od tej

reguły.Próbneobciążeniapalionośności

znacznieprzekraczającejmaksymalneob-

ciążenia,możnaprojektowaćnasiłęrówną

150%obciążenia.Zdrugiejstrony,wprzy-

padkuzastosowaniadużychwspółczynni-

kówbezpieczeństwa(szczególnaważności

budowli,zagrożeniasejsmiczne,itp.)Pro-

jektantmożeustalićprzeciążenieowarto-

ścido300%obciążenia.

Program próbnego

obciążenia statycznego

Tradycyjnie wg PN-83/B-02482

przyjmuje się stopnie obciążeń wyno-

szące1/12-1/8nośnościpala.Nakażdym

stopniunależyuzyskaćstabilizacjęosia-

dańprzyjmowanąjako0,30mm/godz.

Uzasadnionewniektórychprzypadkach

możebyćzastosowaniebardziejdokładne-

go programu obciążenia zalecanego przez

ICE(Tabela2),gdziekryteriumstabilizacji

dlaosiadańnieprzekraczających10mmjest

określonena0.10mm/godz.Wielogodzinne

utrzymywanie pala na maksymalnych ob-

ciążeniach pozwala określić wpływy: kon-

solidacjigruntu,pełzaniapodobciążeniem,

orazciśnieniawodywporachgruntu.

Urządzenia do sprawdzania

nośności pali

Wceluwyeliminowaniabłędówwszel-

kie pomiary powinny być wykonywane

z dwóch niezależnych źródeł. Odczyty

siłyzdynamometrupotwierdzasięnotu-

jąc ciśnienie w układzie hydraulicznym,

natomiastodczytyprzemieszczeńwyko-

nuje się zarówno z czujników o dokład-

ności0.01mmjakizniwelatoraprecyzyj-

nego. Wszystkie urządzenia pomiarowe

powinnymiećważneatesty.

Wykonanie wykopów

i skucie głowic pali

Mechanizacjarobótniepowinnamieć

wpływu na ich jakość. Przykładem złego

zastosowania mechanizacji jest wykony-

waniewykopówwokółpaliirozkuciaich

głowicsprzętemciężkim,cowpołączeniu

z niedoświadczeniem operatora skutkuje

często naruszeniem struktur pali. Czę-

stymidefektamisąwtedypęknięciairysy

betonu, oraz zdeformowane zbrojenie.

Wynikibadańtakichpalidająnegatywne

rezultaty,aconajważniejsze:paleniebędą

spełniały swojej funkcji w konstrukcji.

Ostatnie 50 cm betonu należy rozkuwać

młotami ręcznymi. Należy zwracać też

uwagępracownikomwykonującymbeton

podkładowy,abynieukładaligonagłowi-

cachpali.Głowicepowinnybyćrozkutedo

poziomu+3do+5cmnadprojektowanym

poziomembetonupodkładowego.

Przygotowanie

głowic pali próbnych

Konieczność nadbetonowania głowic

palipróbnychmożezaistniećzuwaginaza-

pewnienie równej, gładkiej i odpowiednio

dużej powierzchni oparcia siłownika, po-

zostawiającmiejscanaszkiełkadooparcia

czujników przemieszczeń. Zbrojenie pala

ograniczatąpowierzchnię,dlategogłowica

powinnabyćzabetonowanaponadpoziom

zbrojenia. Najlepiej jest wykonać głowice

wopascestalowej.Ułatwiatouformowanie

głowicy, jak i zdecydowanie poprawia jej

trwałośćpodobciążeniem.Wceluprzenie-

sieniaobciążenianawiększąpowierzchnię

izmniejszenianaprężeńwgłowicy,stosuje

siępodsiłownikiemgrubeblachystalowe.

Głowicę należy wykonać możliwie

najszybciej(zwykle3–7dni)oddatybe-

tonowaniapala.Wdniubadaniazarówno

betontrzonupalajakigłowicypowinny

mieć wymaganą nośność na ściskanie,

dlategowartopobraćpróbkibetonuipo-

twierdzićwytrzymałośćlaboratoryjnie.

Wykorzystanie w konstrukcji pali

próbnych i kotwiących

Podczasprawidłowowykonanegobada-

nianiepowinnowystąpićzniszczeniepali.

Przyjmuje się iż przy osiadaniu przekra-

czającym10%średnicypalapróbnego,lub

uniesieniupalikotwiącychwynoszącym5

mmobciążeniepowinnozostaćprzerwa-

ne.Zachowanietychkryteriówpozwalana

wykorzystaniepalidokonstrukcjibudowli

zwykorzystaniemich100%obciążeńobli-

czeniowych.Zniszczeniumożenatomiast

ulecźleprzygotowanagłowicapala,należy

wtedyjąrozkućiodtworzyć.

Wyniki próbnych

obciążeń statycznych

Napodstawiezależnościosiadaniaodob-

ciążenia, wykreślana jest krzywa pomoc-

nicza służąca do określenia nośności pala

zgodniezPN-83/B-02482.Nośnośćniejest

jednakjedynymparametrembezpośrednio

związanym z funkcjonalnością pali. Ana-

liza Stanu granicznego nośności powinna

byćpoprzedzonaanaliząstanugranicznego

użytkowania, ponieważ równie ważne jak

nośność są dopuszczalne osiadania poje-

dynczych pali oraz dopuszczalne różnice

osiadańpomiędzypodporami.Projektanci

fundamentówpalowychrzadkojednakza-

mieszczająwprojektachwymaganiadoty-

czącedopuszczalnychosiadań.

Badania ciągłości pali

Badania ciągłości można wykonać

metodą Pile Integrity (Echo) Test (PIT/

PET), bądź metodą Crosshole Sonic

Logging(CSL).Badaniaciągłościmeto-

dą PIT/PET wykonuje się na minimum

20%-100%ogólnejliczbypali.Badania

Crosshole Sonic Logging wykonuje się

w liczbie określanej na każdej budowie

indywidualnie(minimum5%pali).

Dobrąpraktykąjestobligatoryjneprze-

prowadzeniebadańciągłościmetodąPIT/

PETnawszystkichpalachużytychwtrak-

cie próbnych obciążeń statycznych (na

palach próbnych i kotwiących) zarówno

przedjakipobadaniu,nawetjeżelispecy-

fikacjanieokreślatakiejkonieczności.Re-

zultaty tych badań mogą być szczególnie

pomocnewprzypadkuproblematycznych

wynikówpróbnychobciążeńpali.

mgrinż.

RyszaRd RIPPEL

PILETESTSp.zo.o.

stopień obciążenia

Minimalny czas

utrzymywania

25% DVL

30 minut

50% DVL

30 minut

75% DVL

30 minut

100% dVL

6 godzin

75% DVL

10 minut

50% DVL

10 minut

25% DVL

10 minut

0

1 godzina

100% DVL

1 godzina

100% DVL

+ 25% SwL

1 godzina

100% dVL + 50%

sWL

6 godzina

100% DVL

+ 25% SwL

10 minut

100% DVL

10 minut

75% DVL

10 minut

50% DVL

10 minut

25% DVL

10 minut

0

1 godzina

Tabela 2. Program obciążenia wg Ice*

*DVL: Design Verification Load, SwL: Specified

working Load

Fot. 1. ustawienie siłownika, dynamometru

i czujników przemieszczeń na głowicy pala.

61

Maj 2008

INżyNIer BuDowNIcTwa