Ścianki szczelne i szczelinowe – konstr składająca się z podłuznych elem (grodzice, brusy) zagłębianych w grunt, ściśle do siebie przylegających

Zadania: Zabezpieczać szczelność pod podstawą fund. w budowlach piętrzących; - odgradzać ląd od wody; - zabezpieczają przed przebiciem hydraulicznym i sufozją; - szczelinowe mogą stanowić fund. głęboki

Szczelne drewniane: - wykopy w piaskach o k<1m, przy głębszych łączone na pióro wpust; z rzędu desek o gr. 38-42mm; Zalety: -szczelność wzrasta z czasem; - są lekkie; - trwałe poniżej zw; - mogą pracować na obciążenia trwałe; - tanie; Wady: - mniejsza wytrzymalośc od stali i żelbetu; -łatwość uszkodzenia przy wbijaniu; - ogranicza długość; - niemożliwość sztukowania

Szczelne stalowe: Stosowane profile: -płaskie; - korytkowe; - zetowe, dwuteowe; - skrzynkowe; Par profili: - wsk wytrzym Wx; Wx/ciężar – jakość; - szczelność zamka; Zamki: - profile korytkowe (zamek na osi obojętnej – tarcie na zamkach; - mniej wrażliwe na uszkodzenia; - zapewniają łatwiejsze prowadzenie blach; - przyleganie do kleszczy); - profile zetowe (zamek na krawędzi przekroju – opór przy zginaniu=sumie oporów poszczególnych elem.; - skłonność do obrotu wokół osi pionowej); Larsseny ( Zalety – proste kształty ułatwiające wbijanie; duża wartość Wx/G; korzystne położenie zamka)

Zalety stalowych: - łatwość wykonania i przechodzenia przez przeszkodyl – większa wytrzymałość od drewna; - mniejszy ciężar w porównaniu do żelbetu; - łatwość sztukowania; - w pełni odzyskiwane; - można z nich kształtować ścianki łukowe.

Żelbetowe szczelne: Zalety – największa sztywność; wady – trudne do zagłębiania i uszczelniania; Geometria brusów – przekrój dostosowany do ciężaru mlota; - długość do konstrukcji; - grubość z obliczeń momentu zginającego ; - szerokość dobrana tak by nie przekroczyc założonego ciężaru;

Ścianki szczelinowe –wykonuje się w wąskich i głębokich wykopach, których ściany utrzymują się w równowadze dzięki zawiesinie tiksotropowej; - roboty prowadzi się sekcjami o dł. kilku metrów; - na niewielkich głębokościach; Zastosowanie – przegrody szczelne; fundamenty ścian nośnych konstrukcji; zabezpieczają ściany wykopów; ściany metra

Ścianki szczelinowe żelbetowe: Zalety: - większa trwałość; - zdolnośc do przenoszenia obciążeń pionowych; Wady – waga; - nie mogą być wielokrotnie uzyte; - łatwo ulegają uszkodzeniu podczas wbijania; - zużycie zbrojenia

Wykonywanie:

􀂾Wprowadzanie grodzi w grunt ( użycie wibratorów hydraulicznych, mlotów hydraulicznych i spalinowych; statycznie – poprzez wciskanie 􀂾Zakładanie bloku kotwiącego􀂾Kotwienie 􀂾Niwelowanie terenu za ścianą oraz wybranie gruntu sprzed ściany

Kesony: - stosuje się od XIXw.

- do posadowien: mostów, portów, zbiorników, przyczułków, platform wiertniczych

Stosuje się gdy: - roboty wykonuje się poniżej poziomu wód gruntowych lub otwartych; - głębokość nie przekracza 35m; - nie ma możliwości odprowadzenia wody z wykopu

Zasady konstrukcyjne: - materiały (drewno, stal, żelbet); konstrkcja ( pełna, żebrowana); - wymiary zależą od konstrukcji (od 150x40 do 30x10, większe rozpiętości ->odpowiednio masywne stropy i ściany); - stosunek długości do szerokości < 3:1 (spotyka się 7:1); - ściany boczne – pionowe lub o nachyleniu 1:20 do 1:50

Zalety i wady – prace wykonuje się przy zwiększonym ciśnieniu powietrza ( organizm ludzki może pracować max przy ciśnieniu 0,35Mpa; konieczność budowy komory ze stali i śluz -> wzrost kosztów BHP, szkodliwe warunki pracy; - praca na sucho; - łatwe usuwanie przeszkód w gruncie

Studnie:Zastosowanie: - roboty wykonuje się poniżej poziomu wód gruntowych lub otwartych; - gdzie nośność podstawy znacznie większa od nośności pobocznicy; - obciążenia terenu tak duże że ewentualny fund palowy wychodziłby poza oczep; - potrzeba przeniesienia dużych obciążeń pionowych i poziomych; - pomieszczenia podziemne, garaże, zagłębienia, zbiorniki

Met zagłębiania – pod jej własnym ciężarem w wyniku wybierania gruntu spod noża i ze środka studni ( - nachylenie ścian 20:1 do 40:1; wygładzenie betonu pow. zewnętrznej; - stosowanie płuczek (woda lub zawiesiny tiksotropowe z instalacji zabudowanej lub z zewnątrz); - pozwalają na uniknięcie wykopów szerokoprzestrzennych

Wytyczne projektowe: - wymiary w planie <60m; - głębokość <20m; grubośc ścian dla studni o śr Dz <10m to d=(Dz/a)+(5:12cm), dla bet a=10, dla żelbet a =12

Zapełnianie: - po wprowadzeniu studni na zadaną głębokośc zamyka się jej dno betonowym korkiem i słuzy jako: -fundament (wypełnia się ją); -pomieszczenia uzytkowe

Podział pali: - ze wzgl na war pracy (-normalne(nośnośc pala zależy od oporu gruntu pod ostrzem i od oporu tarcia na pobocznicy); - zawieszone; - stojące); -praca pala (wciskanie, wyciąganie, zginanie); - ze wzgl na materiał ( drewniane, stalowe, żelbetowe, kombinowane, mat sypki-kolumny); -na technologie (gotowe:wwiercane, wbijane, wkręcane, wwibrowywane, wciskane; wykonane w gruncie: przemieszczeniowe (rozpycha grunt, bez urobku); - nieprzemieszczeniowe (z urobkiem); na średnice; na średnice: - normalnośrednicowe (20-60cm); wielkośrednicweo (pow 60); mikropale (5-20)

1. Pale drewniane.

Wykonuje się z drewna sosnowego lub świerkowego, powinny one mieć średnicę nie mniejszą niż dla konstrukcji czasowych i - dla stałych. Drewno na pale powinno być proste, o gęstych słojach bez skrętów włókien, bez chorych sęków i pęknięć. Powinno ono pochodzić z wyrębu zimowego ostatniego roku. Pnie okorowuje się a następnie wyrabia ostrze. Przy wbijaniu pali w grunty żwirowe lub gliniaste, z pewną ilością kamieni, dolny koniec pala wzmacnia się grotem stalowym z bla­chy grubości . Głowicę pala okuwa się pierścieniem z płaskownika 20 x ( 40 - 100 ) mm. Do głębokości przyjmuje się pale o średnicy , na każdy zaś dalszy zagłębienia powiększa się średnicę 0 1,5 - . Przyjmuje się nośność pali drewnianych do 250kN. Pale drewniane dają się łatwo obrabiać, mają stosunkowo nieduży ciężar objętościowy. Ich wadą jest krótki okres trwałości w przypadku posado­wienia powyżej zwierciadła wody oraz możliwość zniszczenia trzonu pala przy wbijaniu. Przy wbijaniu pali drewnianych stosunek ciężaru bijakaa do ciężaru pala powinien być nie mniejszy niż 1,5; zaleca się jednak 2,0. Stosowanie pali drewnianych jest kosztowne ze względu na deficyt drewna.

2. Pale żelbetowe gotowe.

Pale żelbetowe wykonuje się jako pale o przekroju kwadratowym lub prostokątnym, z lekko ściętymi narożami, o bokach 25 - . Klasa stosowanego betonu wirowanego w palach powinna być co najmniej od B 20 do B 25. Wkładki podłużne o średnicy od 16 do umieszcza się w narożach. Wkładki o większych przekrojach umieszcza się na obwodzie i wiąże się je strzemionami o średnicy 6 - . Strzemiona na obu końcach pala są zagęszczone ze względu na to, że na końcach powstają największe naprężenia od uderzeń bijaka kafaru. Obciążenie własne pojedynczego pala nie powinno przekra­czać udźwigu wciągarek stosowanych kafarów. W naszych warunkach uważa się obecnie, że stanowi górną granicę ciężaru pala. Dla ułatwienia zabierania pala z placu i ustawania wyposaża się pal w uchwyt. Po ustawieniu pala uchwyt obcina się palnikiem. Głowica pala zakończona jest tępo, z tym że jej powierzchnia powinna być prostopadła do osi podłużnej pala. W czasie wbijania głowica pala jest narażona na silne uderzenia i dlatego musi być zabezpieczona od roz­bijania. W górnej części pala zaleca się założyć 4 wkładki spiralne ze stali o średnicy . Przed rozpoczęciem wbijania nasa­dza się na pal- hełm ochronny. Jako materiał sprężynujący pod hełmem można stosować trociny, szmaty. Ostrze pala wymaga odpowiednie o ukształtowania, wyra­bia się to ostrze w postaci klina lub ostrosłupa. Pale żelbetowe mogą pracować poniżej poziomu wody. Pale żelbetowe trudno jest skracać a jeszcze trudniej przedłużać niełatwo się je transportuje, powodują wstrząsy gruntu i obiektów znajdujących się w pobliżu wbijanego pala.

3.Pale Vibro (wbijane betonowane na miejscu).

Wykonanie pali polega na ustawieniu rury obsadowej , śr. 406-620mm, długości do 10m na stożku lub płaskiej płycie zamykającej rurę od spodu i na zagłębianiu jej w grunt przy użyciu bijaka o masie 2,5-3,0 T. Po wbiciu rury do ustalonego wpędu wprowadza się zbrojenie pala i wypełnia rurę obsadową mieszanką betonową. Rura obsadowa jest wyciągana przy użyciu specjalnego młota częstotliwościowego wibratora. Stal zbrojeniowa chroni pal przed jego przerwaniem przy podrywaniu rury obsadowej. Przymocowany do rury wibrator powoduje zagęszczenie mieszanki betonowej i gruntu. Nośność pali tego typu dochodzi do 600kN. Do wykonania pali Vibro stosuje się lekki kafar. Do gruntów niespoistych luźnych i małospoistych o małej zaw wody.

Zalety: szybkie wykonanie, dobra jakość betonu, którą uzyskuje się dzięki wibracji, duża nośnośc przy małych średnicach.

Wady: możliwość powstawania silnych wstrząsów, może łatwo dojść do przerwania trzonu pala

4. Pale Franki(wbijane betonowane na miejscu).

Rurę obsadową o średnicy 40-50cm, ustawia się w miejscu projektowanego pala i wrzuca porcję betonu o małej zawartości wody. Bijakiem stalowym ubijamy beton w rurze i tworzy się korek związany z rurą przez tarcie. Podczas dalszych uderzeń korek posuwa się w głąb gruntu i podciąga za sobą rurę. Gdy pomiar wpędu wskaże, że podstawa pala doszła do gruntu o wystarczającej wytrzymałości mechanicznej, wówczas liny, które dotychczas były luźno doczepione do uchwytów rury, zostają mocno naciągnięte i rura obsadowa unosi się do góry, a korek betonowy zostaje wypchnięty z rury pod uderzeniami bijaka. Po uformowaniu podstawy pala wstawia się do rury zbrojenie z 6 prętów o ø16mm, połączenie strzemionami o ø 6mm. Dalej dorzuca się beton w takiej ilości, aby korek zawsze sięgał ponad dolną krawędź rury przynajmniej na 40cm. Zbrojenie powinno wystawać z pala na 40-50cm, by można było powiązać pal ze stopą lub płytą na palach. Przyjmuje się nośność pali 600-900kN. Do gruntów niespoistych luźnych i małospoistych o małej zaw wody.

Zalety: charakteryzują się dużym udźwigiem, dobrze zagęszczają grunt, można je szybko wykonać i można wielokrotnie użyć rur obsadowych.

Wady: możliwość powstawania silnych wstrząsów, może łatwo dojść do przerwania trzonu pala i zniszczenia zbrojenia przez opadający z wysokości bijak, może też wedrzeć się do rury woda gruntowa i uniemożliwić dalsze wykonanie pala.

Wiercone CFA

1) wkręcenie w grunt świdra talerzowego z rdzeniem rurowym zakończonym u dołu końcówką stożkową,

2) podłączenie do rdzenia przewodu betonowego i tłoczenie betonu pod ciśnieniem ok. 6 atm.

3) otwarcie końcówki stożkowej i wydostawanie się betonu do otworu pod świdrem, wyciągania świdra bez

obracania nim (ciśnienie betonu powinno samo wypychać świder, może zajść potrzeba wspomagania

wyciągarką),

4) wyciągniecie świdra – otwór po świdrze wypełniony mieszanka betonową,

5) wprowadzenie do świeżej mieszanki betonowej zbrojenia za pomocą wibratora

Zalety: - większa o 20-30% nośnośc w stos do tradycyjnych pali wierconych przy tych samych war grunt i parametr geotech; - szybkość wykonywania pali; - eliminacja rurowania otworu bez stosowania zawiesiny bentonitowej; - możliwość pokonania duzych oporów

Wady: -wrażliwośc na działania operatora; - koniecznośc stos. odp silnych maszyn; - koniecznośc kontroli i rejestracji oraz prowadzonej na bieżąco analizy wyników; - problemy w przypadku gruntów luźnych lub średniozagęszczonych

5. Pale Wolfzholza (wiercone) (formowane w gruncie).

Formując pale wykonuje się najpierw otwory wiertnicze przy użyciu rur o średnicy 30-50cm. Po zagłębieniu rury w grunt na żądaną głębokość wprowadza się rurę kontrolną, o średnicy 4cm, w celu odprowadzenia wody. Następnie przykrywa się rurę szczelną czapką połączoną przewodami z inżektorem i sprężarką. Początkowo tłoczy się do rury obsadowej, poprzez rurę kontrolną, sprężone powietrze w celu usunięcia znajdującej się w niej wody. Następnie tłoczy się do rury beton pod ciśnieniem. Z betonu tworzy się korek, który pod dalszym działaniem ciśnienia formuje się w nieco rozszerzoną podstawę. Następnie wprowadza się słup zbrojeniowy z 4-8 prętów ø14-16mm, powiązany strzemionami o ø5-6mm. Następnie podciąga się rurę obsadową tak, aby beton w rurze pozostawał na wysokości co najmniej 50cm. Potem zmniejszając ciśnienie wprowadza się dalsze porcje betonu aż do zakończenia pala.

Zalety – betonowanie trzonu pala odbywa się bez wody w rurze obsadowej, podczas wykonania pala nie ma wstrząsów.

Wady- konieczność użycia skomplikowanego sprzętu, możliwość powstania wybrzuszenia pala w gruntach słabonośnych i wypchnięcia rury obsadowej, słabe zagęszczenie bet.,

6. Pale Mega.

Pale odcinkowe Mega należą do pali wtłaczanych w grunt. Składają się one z odcinków długości 60,80 lub 100cm, o przekroju kolistym lub kwadratowym z otworem w środku. Każdy odcinek może być wykonany jako betonowy, albo jako żelbetowy zbrojony 4 prętami ø12. Średnice pali wynoszą 22-30cm. Pierwszy odcinek ma ostre stożkowe. W pale z otworami w środku wprowadza się pręt stalowy przy czym po zakończeniu wtłaczania utwór zalewa się zaprawą. Pale tego typu stosuje się w celu wzmocnienia istniejących fundamentów (używa się siłownika). Istniejący fundament się podkopuje na długości 1igłębokości 1,2-1,3m. Następnie zaczynając od części pala zakończonego ostrzem, kolejne jego części wciskamy w grunt z pomocą siłownika, po czym na miejsce siłownika, miedzy ostatnią część pala, a fundament wstawia się klocek betonowy. Nośność pali Mega 200-400kN. Pale ,,M” dają się łatwo wykonać i transportować.

7. Pale wiercone poniżej zwierciadła wody grundowej.

Pale Streussa – w grunt wbija się rurę i wybiera grunt ze środka, urządzenie do wbijania jest lekkie, dzięki temu nie powoduje się dużych drgań.Wybieramy 30% więcej gruntu niż jest w rurze (jest to grunt naniesiony przez wode). Gdy w rurze jest woda należy zastosować korek i odczekać kilka dni nie betonować.

Rura: chroni beton pala przed agresja wiody, pomaga w wykonaniu, zmniejsza nośnosc pala (rura pozostawiona),

Zalety: brak wstrzasów, możliwośc przejścia przez gr spoiste nawodnione.

Wady: słabsza nośność,

8. Pale stalowe wbijane.

Pale stalowe stosuje się u nas w przypadkach wyjątkowych ze względu na oszczędność stali. Wykonuje się je z rur stalowych, dźwiga­rów dwuteowych szerokostopowych i szyn kolejowych oraz ze specjal­nych profilów. Pale stalowe mają zastosowanie przede wszystkim w przypadkach przejścia przez grunty, w których mogą być przeszkody w postaci kamieni, gruzu lub starych fundamentów.

Rury stalowe, o średnicy do , opuszcza się zwykle jako rury mające zamknięte dno, o średnicy zaś większej od , jako rury z otwartym dnem. Po wpuszczeniu rury na potrzebną głębokość i po usunięciu urobku, w przypadku opuszczania z otwartym dnem, wypełnia się rurę betonem.

Zaletą pali stalowych jest duża wytrzymałość, łatwość przedłużania oraz lekkość.

Wady: korozja i wyboczenie pala.

9. Pale dużych średnic.

ponad 0,6m, są formowane w gruncie. Charakteryzują się one dużą sztywnością. Jedną z takich metod jest metoda Benoto. Pale wykonane tą metodą mają średnice 0,6-1,5m i długość dochodzącą nawet do 100m. Kafary- wiercące Benoto mają dwie pary silników hydraulicznych, z których jeden służy do wciskania i wyciągania rury, drugi do nadania jej niedużych ruchów obrotowych w obie strony, w płaszczyźnie poziomej. Praca maszyn polega na wywiercaniu otworu wiertniczego, o danej średnicy na dowolną głębokość. W miarę opuszczania w grunt łączy się rury wiertnicze za pomocą specjalnych śrub. Dolny odcinek rury ma wycięte ostre zęby. Pogrążanie rury w grunt następuje pod wpływem ciężaru rury oraz dzięki ruchom obrotowym nadawanym rurze przez maszynę. Pod równoczesnym działaniem zmiennego ruchu obrotowego oraz siłowników dolny uzębiony odcinek rury przecina podłoże powodując pogrążenie rury obsadowej. W zależności od wytrzymałości mechanicznej podłoża grunt wchodzi do wewnątrz rury na głębokość od kilku cm do m. Do wydobywania urobku z rury służą specjalne chwytaki przystosowane do pracy w każdym gruncie. Chwytak zawieszony na linie wbija się w grunt opadając na dno pod własnym obciążeniem. Po napełnieniu chwytaka jest on wyciągany do góry. Po wywierceniu otworu na żądaną głębokość wypełnia się rurę betonem plastycznym; jednocześnie wyciąga się rurę nadając jej ruch obrotowy. Świeży beton wywiera ciśnienie na grunt, przez co beton zespala się dobrze z gruntem. Ponieważ średnica pala jest duża i ciężar betonu jest duży nie należy obawiać się przerwania pala i nie należy wprowadzać zbrojenia podłużnego. Zbrojenie to należy założyć w górnej części pala, w celu powiązania z konstrukcją nadziemną. Nośność tych pali wynosi 3-7MN.

Zalety: duża nośność pala, łatwość poruszania się maszyny, szybkość montażu i demontażu, możliwość osiągnięcia dobrego gruntu pod palem.

Wady: duży ciężar maszyny i koszt wykonania pala.

Konsolidacji Dynamicznej została wdrożona w 1969 roku przez francuskiego inżyniera Louisa Menarda uważanego dzisiaj za jednego z pionierów w dziedzinie wzmacniania podłoża gruntowego.

Metoda zakłada ulepszenie słabego podłoża za pomocą uderzeń o dużej energii, w wyniku działania fali uderzeniowej grunt ulega zagęszczeniu zróżnicowanemu w zależności od jego stanu, struktury i głębokości zalegania. Energia przekazywana jest na podłoże za pomocą wielokrotnych uderzeń odpowiednio ukształtowanych ciężarów o masie od 10 do 40 ton spadających z wysokości od 5 do 40 m.

W przypadku gruntów mało wilgotnych wywołane spadającym ciężarem uderzenie powoduje zagęszczenie gruntu analogiczne do stosowanego w metodzie Proctora. W gruntach znajdujących się poniżej poziomu wody gruntowej, lub gruntach wilgotnych fala uderzeniowa przekazywana przez spadający ciężar powoduje wystąpienie dwóch rodzajów fal pokazanych poniżej.

1) (P) Fala typu P powodująca: - zwiększenie ciśnienia porowego wody gruntowej i wyciśnięcie częściowe

wody z przestrzeni między ziarnami i przemieszczenie i zbliżenie się wzajemne ziaren gruntu
2) (S) Fala powierzchniowa powodująca: - zagęszczenie szkieletu gruntowego i wzajemne przemieszczenie

ziaren gruntu

Kolumny żwirowe

1. Przygotowanie Podczepiony od masztu wibrator śluzowy ustawia się w oznaczonym punkcie za pomocą jednostki gąsienicowej, która jest podpierana hydraulicznie. Pojemnik na kruszywo jest zaopatrywany przez ładowarkę.

2. Napełnianie Pojemnik z kruszywem jest wciągany na maszt i opróżniany przez śluzę do zasobnika w rurze prowadzącej. Po zamknięciu śluzy kruszywo przemieszcza się przy udziale sprężonego powietrza w kierunku wylotu w ostrzu wibratora.

3. Zagłębianie Wibrator rozpycha i penetruje w grunt do przewidzianej głębokości, przy udziale wypływu powietrza i docisku maszyny podstawowej.

4. Budowanie Budowanie kolumny następuje ruchem posuwisto-zwrotnym. Podciąganiu wibratora towarzyszy wypływ kruszywa w zwolnioną przestrzeń pod ostrzem, wspomagany sprężonym powietrzem. Powrót powoduje rozpychanie i zagęszczanie kruszywa.

Zakończenie Po wykonaniu kolumn należy dodatkowo zagęścić powierzchniowo dno wykopu i ewentualną podsypkę pod fundamentem lub warstwę wyrównawczą usypaną na powierzchni roboczej.

Wibroflotacja

1. Zagłębianie Drgający wibrator, przy udziale płuczki wodnej, pogrąża się w grunt do planowanej głębokości. Drobne frakcje gruntu są przy tym wynoszone na powierzchnię przez wypływającą wodę. Po osiągnięciu planowanej głębokości zmniejsza się dopływ wody

2. Zagęszczanie Zagęszczanie gruntu wykonuje się od dołu do góry. Strefa oddziaływania wibratora osiąga średnicę do 5 m. Przyrost zagęszczenia poznaje się po zwiększonym poborze prądu przez wibrator.

3. Wypełnianie Wokół wibratora tworzy się lej na skutek osiadania gruntu, który wypełnia się materiałem dowiezionym (A) lub rodzimym (B). Zasyp stanowi do 10% zagęszczanej objętości.

4. Zakończenie Po wykonaniu wibroflotacji poziom roboczy wyrównuje się a następnie dodatkowo zagęszcza wibratorem powierzchniowym.

Jet –grounding

1) wprowadzenie w grunt rury iniekcyjnej (żerdzi) z tłoczeniem płuczki lub zaczynu przez dolną dyszę,

2) po dojściu do zakładanej głębokości zamkniecie dyszy dolnej i tłoczenie zaczynu przez jedna lub dwie

dysze boczne i powolne podciąganie żerdzi z jednoczesnym powolnym jej obracaniem (wysokie ciśnienie

– do 600 atm powoduje wycinanie gruntu i formowanie kolumny z cemento-gruntu, nadmiar zaczynu

wypływa na powierzchnię),

3) całkowite wyciągnięcie żerdzi i pozostawienie w gruncie kolumny (pala) z cemento-gruntu, który z czasem twardnieje.