BUDOWNICTWO OGÓLNE
kierunek In\
ynier Europejski
Wykład 6
FUNDAMENTY GA

BOKIE
Wykładowca: prof. dr hab. in\
. Zbigniew Mielczarek
Wykład 6.
Plan wykładu:
6.1. Fundamentowanie na palach
6.2. Pale gotowe
6.3. Pale wykonywane w otworach wierconych
6.4. Wbijanie pali
6.5. Rozmieszczenie pali pod budynkiem
6.6. Rozmieszczenie studni fundamentowych
pod budynkiem
6.7. Fundamentowanie za pomocą kesonów
Wykład 6.
6.1. Fundamenty na palach
Fundamentowanie na palach stosuje siÄ™ w przypadku, gdy:
- w poziomie posadowienia zalega grunt nie nadajÄ…cy siÄ™ do
posadowienia bezpośredniego
- budowla nara\
ona jest na powstanie zsuwa (pale zwiększają
opór gruntu na ścinanie)
- fundamenty są ograniczone w planie ze względu na urządzenia
podziemne
-zachodzi potrzeba związania fundamentów maszyn
z głębszymi warstwami podło\
a w celu zmniejszenia drgań
w strefie przypowierzchniowej
- zachodzi konieczność zagęszczenia podło\
a
Wykład 6.
Pod względem pracy statycznej pale dzielimy na:
- pale normalne, których nośność w równym stopniu zale\
y od
oporu gruntu pod ostrzem, jak i od oporu tarcia wzdłu\

pobocznicy (rys. 6-1a)
- stojące, których nośność zale\
y od oporu pod ostrzem pala
np. przy posadowieniu na skale (rys. 6-1b)
- zawieszone, których nośność zale\
y prawie wyłącznie od
oporu tarcia gruntu wzdłu\
pobocznicy pala (rys. 6-1c)
Wykład 6.
Rys. 6-1. Fundamentowanie na palach:
a) normalnych, b) stojÄ…cych, c) zawieszonych
Wykład 6.
6.2. Pale gotowe
Pale drewniane mo\
na stosować gdy cała ich długość będzie
się znajdować poni\
ej lustra wody gruntowej; w przeciwnym
razie ulegnÄ… zniszczeniu wskutek korozji biologicznej. Na pale
u\
ywa siÄ™ drewna sosnowego lub
lepiej dębowego o średnicy 20-40cm
po okorowaniu. Koniec pala jest
zaostrzony, a w razie wbijania pala
w grunty zwarte ostrze zabezpiecza
siÄ™ trzewikiem wykonanym z
płaskowników.
GÅ‚owica pala drewnianego jest
zabezpieczona obręczą (rys. 6-2)
zapobiegajÄ…ca rozklepaniu przez
Rys. 6-2. Pal drewniany:
a) widok z boku, b) widok ostrza z dołu, c) grot
uderzenia kafara.
Wykład 6.
Pal drewniany powinien być wykonany z jednego pnia,
poniewa\
łączenie znacznie zmniejsza jego wytrzymałość.
Warunek ten ogranicza długość pali drewnianych do 20m.
Nośność pala drewnianego wynosi w przybli\
eniu tyle ton ile
centymetrów ma jego średnica mierzona w środku rozpiętości.
Wykład 6.
Pale \
elbetowe wbijane mogÄ… byÅ› wykonywane o przekroju
pełnym (rys. 6-4) lub rurowym (rys. 3-16). Długość pali pełnych
z uwagi na du\
y ciÄ™\
ar nie przekracza zwykle 20m.
Natomiast długość pali rurowych mo\
e sięgać 30m.
Pal \
elbetowy, podobnie jak drewniany, ma ostrze
zabezpieczone trzewikiem, pod którym łączą się pręty zbrojenia
podłu\
nego oraz głowicę zapobiegająca kruszeniu się betonu,
zakładany jedynie na czas wbijania.
Wykład 6.
Rys. 6-3. Pal \
elbetowy:
Rys. 6-4. śelbetowe pale rurowe o ró\
nych przekrojach
a) widok z boku, b) przekrój, c) wkładki ochronne.
1-uzwojenia wewnętrzne, 2-uzwojenie zewnętrzne, 3-otwór
1-pręty główne, 2-strzemiona ramki, 3-wkładki ochronne,
4-uchwyty
Wykład 6.
Pale monolityczne. Wykonywanie pali tego typu polega na
wywierceniu lub wybiciu w gruncie otworu, w którym
następnie wlewa się beton i ewentualnie wpuszcza zbrojenia.
Dzielimy je na pale w otworach wbijanych i pale w otworach
wierconych.
Pale o otworach wierconych majÄ… powa\
ne zalety, do których
nale\
ą: zagęszczenie się gruntu wokół wybijanego otworu,
szybkość wykonania, łatwość uzbrojenia pala.
Wadą tego systemu jest wywoływanie wstrząsów [przy
wybijaniu, co mo\
e szkodliwie oddziaływać na sąsiednie
budynki.
Wykład 6.
Pale Compresso L. Wykonanie pala polega na wybijaniu otworu
w gruncie za pomocÄ… ciÄ™\
kiego przybijaka zwanego taranem, a\

do osiągnięcia wymaganej
głębokości. Następnie na
dno otworu wrzuca siÄ™
warstwy kamieni polnych,
zalewa je betonem i ubija
warstwami tworzÄ…c rodzaj
stopy kamienno betonowej
(rys. 6-5). Dalej betonuje
siÄ™ pal pod warstwami po
ok. 50cm ubijajÄ…c ka\
dÄ…
Rys. 6-5. Pal Compresso L. Kolejność wykonania
warstwÄ™.
Wykład 6.
Pale Simplex. W grunt wbija się kafarem rurę o średnicy
30÷40cm zaopatrzonÄ… w ostrze. Po wbiciu rury na wymaganÄ…
głębokość następuje wtłaczanie
betonu do wnętrza (rys. 6-6)
z jednoczesnym ubijaniem,
co powoduje otwarcie siÄ™
ostrza i umo\
liwia stopniowe
wyciąganie rury. Górne odcinki
pala Simplex mogą być
zbrojone.
Rys. 6-6. Pale Simplex. Kolejność wykonania
Wykład 6.
Pale Franki. Pale te, podobne w swej zasadzie do pali Simplex,
wykonuje się zamykając spód rury korkiem z betonu (rys. 6-7).
Korek ten jest od góry pobijany taranem, dzięki czemu opuszcza
siÄ™ w grunt pociÄ…gajÄ…c za sobÄ… rurÄ™. Po uzyskaniu po\
Ä…danej
głębokości rurę
unieruchamia siÄ™, a
następnie uderzenia
wybijajÄ… korek z
rury.
Betonowanie pala i
wyciÄ…ganie z rury
odbywa siÄ™ tak, jak
w poprzednim typie
pala
Rys. 6-7. Pale Franki. Kolejność wykonywania.
Wykład 6.
6.3. Pale wykonywane w otworach wierconych
Zaletą tych pali w porównaniu z poprzednimi rodzajami
jest brak wstrząsów wywołanych wbijaniem. Pale takie
ponadto Å‚atwo przechodzÄ… przez kamieniste warstwy
gruntu.
Wadą pali w otworach wierconych jest brak zagęszczenia
gruntu wokół pala, poniewa\
wiercenie otworu odbywa siÄ™
w podobny sposób jak przy badaniach gruntu.
Wykład 6.
Pale Straussa. Otwór wierci się rura wiertnicza średnicy 20-40cm
z jednoczesnym wydobywaniem urobku z jej wnętrza. Po
uzyskaniu wymaganej głębokości w dolnej części rury wykonuje
siÄ™ korek betonowy. Dalej betonowanie pala przebiega warstwami
z ubijaniem betonu
i wyciÄ…ganiem rury z
jednoczesnym obracaniem
(rys. 6-8). Ze względu na
konieczność ubijania
betonu zbrojenie pali
Straussa jest kłopotliwe
i wykonuje siÄ™ je z siatki
stalowej w kształcie rury.
Rys. 6-8. Pal Straussa. Kolejność wykonania.
Wykład 6.
Pale Wolfholza. Pale te zwane palami pneumatycznymi wykonuje
siÄ™ przez wiercenie otworu rurÄ… wiertniczÄ…, podobnie jak w palach
Straussa.
Rys. 6-9. Pal Wolfholza. Kolejność wykonania.
Wykład 6.
6.4. Wbijanie pali
Urządzenie do wbijania pali lub wybijania otworów w gruncie
nazywa siÄ™ kafarem. Jest to wie\
a o konstrukcji drewnianej lub
stalowej z prowadnicami pionowymi lub pochyłymi. Po
prowadnicy porusza się młot
(taran, baba), który jest
podnoszony ręcznie lub
mechanicznie na pomocÄ… silnika
parowego lub spalinowego.
Po osiągnięciu wymaganej
wysokości młot samoczynnie
odczepia siÄ™ od linki podnoszÄ…cej
i spada na głowicę pala wbijając
go w grunt. CiÄ™\
ary młotów
wynoszÄ… od 400kg do 5t,
wysokości spadu sięgają 15m.
Rys. 6-10. Kafar
Wykład 6.
6.5. Rozmieszczenie pali pod budynkiem
A
awy lub stropy fundamentowe oparte na palach przekazujÄ…
obciÄ…\
enia budynku na pale, a te z kolei na grunt. Stropy na
palach nie ró\
nią się od stóp opartych bezpośrednio na podło\
u
z tym, \
e z zasady wykonywane sÄ… jako \
elbetowe.
A
awy fundamentowe oparte na palach są równie\
\
elbetowe
i stanowią belki ciągłe oparte na słupach.
W planie budynku (rys. 6-11) rozmieszcza siÄ™ pale pod
naro\
nikami i skrzy\
owaniami ław, a następnie pod filarami
międzyokiennymi i miejscami specjalnie obcią\
onymi
(np. ściany kominowe).
W ten sposób powstają współpracujące ze sobą grupy pali,
w których  ze względu na zagęszczenie gruntu  korzystnie jest
stosować skośny układ pali względem siebie
Wykład 6.
Rys. 6-11. Rozmieszczenie pali pod budynkiem
Wykład 6.
Odległość pomiędzy osiami pali przyjmuje się w zale\
ności od
rodzaju gruntu 0,08÷0,15 gÅ‚Ä™bokoÅ›ci posadowienia pala poni\
ej
poziomu terenu.
GÅ‚owice pali powinny być wpuszczone na ok. 20÷30cm w Å‚awÄ™
lub w stopę, a gdy spodziewamy się działania sił poziomych,
dobrze jest powiązać zbrojenia pala ze zbrojeniem fundamentu.
Specjalnym rozwiÄ…zaniem posadowienia budynku na palach jest
wykonanie rusztu \
elbetowego.
Ruszty na palach przypominajÄ… ruszty fundamentowe z tym
\
e, skrzy\
owania ław rusztów oparte są na palach.
A
awy stanowią belki ciągłe oparte na palach i są obcią\
one
ścianami budynku, lub płytą, na której spoczywa budynek.
Wykład 6.
Fundamenty na studniach. Studnia fundamentowa stanowi jakby
rurÄ™ o du\
ej średnicy, umo\
liwiającą prace ludzi w środku,
zapuszczonÄ… w grunt a\

do osiągnięcia oparcia na
gruncie nośnym.
Fundamenty na studniach
stosuje siÄ™ w podobnych
warunkach jak pale z tym, \
e
ich wykonanie jest bardziej
proste i nie wymaga takiego
sprzętu jak kafary lub wie\
e
wiertnicze.
Rys. 6-12. Studnie fundamentowe
Wykład 6.
6.6. Rozmieszczenie studni fundamentowych pod
budynkiem
Studnie podobnie jak pale rozmieszcza siÄ™ przede wszystkim
pod naro\
nikami i skrzy\
owaniami ścian oraz pod filarami
międzyokiennymi
Rozstaw studni podyktowany
jest zdolnością przeniesienia
obciÄ…\
eń od budynku przez
Å‚awÄ™  belkÄ™ oparta na tych
studniach (rys. 6-13).
Rys. 6-10. Kafar
Wykład 6.
6.7. Fundamentowanie za pomocą kesonów
Do wykonywania robót pod wodą lub w gruntach bardzo silnie
nawodnionych stosuje siÄ™ kesony.
Kesony sÄ… to stalowe lub \
elbetowe skrzynie otwarte dołem
i zaopatrzone na krawędzi w nó\
, podobnie jak studnie.
W stropie kesonu znajduje się otwór, przez który wchodzą doń
robotnicy i przez który usuwa się urobek oraz tłoczy powietrze
pod ciśnieniem. Po zagłębieniu kesonu na jego stropie buduje się
szyb rurowy zaopatrzony w śluzy umo\
liwiajÄ…ce wchodzenie
i wychodzenie z kesonu oraz wydobywanie ziemi i narzędzi
(rys. 6-14).
Wykład 6.
Praca w kesonie nale\
y
do najciÄ™\
szych prac
fizycznych, poniewa\

ciśnienie we wnętrzu
musi równowa\
yć napór
wody na keson. Ze
względu na zdrowie
zatrudnionych ciśnienie
to nie powinno
przekraczać 3.0at. praca
w kesonie mo\
liwa jest
tylko do głębokości 30m
poni\
ej poziomu lustra
wody.
Rys. 6-14. Schemat działania kesonu.
Wykład 6.
Bibliografia (wykłady 3-6)
1. Wacław śenczykowski:  Budownictwo Ogólne tom
2/1 Elementy i konstrukcje budowlane, Warszawa, Arkady
1981
2. Zbigniew Mielczarek:  Budownictwo Ogólne cz. I.
Stan surowy budynku, Wyd. Politechnika Szczecińska,
Szczecin 1988
3. Eryk Mój, Śliwiński: Podstawy Budownictwa, cz. I, Kraków
1999
4. Krzysztof Tauszyński:  Budownictwo Ogólne , Wyd.
Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 1975