Pale wielkośrednicowe stosowane są w Polsce powszechnie od lat 70. XX wieku i zastąpiły stosowane wcześniej w fundamentowaniu kesony.
Pale te są podstawową techniką stosowaną w fundamentowaniu obiektów mostowych przez duże rzeki. Dzięki swym zaletom stosowane są poza mostami w bardzo wielu konstrukcjach również w budownictwie mieszkaniowym i przemysłowym. Zdarza się, że z powodu swojej popularności są nadużywane i stosowane w konstrukcjach lub warunkach gruntowych, gdzie nie stanowią rozwiązania optymalnego.
Pale wykonuje się pod osłoną rury stalowej, która zapewnia stateczność otworu. Rura pogrążana jest dodatkowym urządzeniem rurującym, a w przypadku małych oporów i głębokości za pomocą stołu obrotowego maszyny. Urobek wydobywa się z wnętrza rury za pomocą narzędzi dopasowanych do warunków gruntowych; najczęściej świdrem spiralnym lub kubłowym w gruntach nawodnionych. Po dowierceniu do projektowanej rzędnej oczyszcza się dno i wstawia szkielet zbrojeniowy. Następnie wypełnia się otwór mieszanką betonową, stopniowo podciągając rurę osłonową. Możliwe jest zastosowanie specjalnych technik zwiększających użyteczną nośność pali, np. iniekcji podstawy lub rzadziej pobocznicy albo poszerzenia podstawy w gruntach spoistych specjalnymi rozwiertakami.
Fot. 1. Palownica z rurą obsadową i urządzeniem rurującym
Rys. Fazy wykonywania pala
Fazy wykonywania pali (rys.):
a) ustawienie rury obsadowej i jej zagłębianie wyprzedzająco w stosunku do narzędzia wiercącego (np. świder spiralny),
b) wiercenie świdrem w osłonie rury,
c) wyjęcie świdra razem z urobkiem,
d) dowiercenie do pełnej głębokości i oczyszczenie dna otworu,
e) wstawienie zbrojenia,
f) układanie mieszanki betonowej z podciąganiem rury obsadowej,
g) wykonanie całego pala ze zbrojeniem na całej długości.
Do najważniejszych zalet pali wierconych należy:
– duża nośność do kilkunastu tysięcy kN,
– możliwość zmniejszenia podatności pali zabiegami specjalnymi (iniekcja podstaw, poszerzanie podstaw),
– duża długość do kilkudziesięciu metrów,
– duża sztywność na zginanie, wynikająca z dużych wymiarów przekroju poprzecznego,
– możliwość kontroli warunków gruntowych w trakcie wykonywania pala i wynikająca z tego możliwość dopasowania długości pali do zmiany tych warunków,
– brak wibracji i wstrząsów,
– możliwość użycia bardzo różnych narzędzi w zależności od warunków gruntowych i wynikająca z tego możliwość przewiercania przeszkód w gruncie.
Fot. 2. Maszyny ze świdrem spiralnym w trakcie wkładania zbrojenia
Fot. 3. Widok maszyny w trakcie wkładania bardzo długiego zbrojenia łączonego z dwóch części
Do wad pali wierconych można zaliczyć:
– ciężki i kosztowny sprzęt,
– czasochłonne wykonawstwo pojedynczego pala,
– konieczność zapewnienia wykwalifikowanego personelu i doświadczonego nadzoru,
– konieczność zrównoważenia ciśnienia wód gruntowych,
– niewielkie w porównaniu do innych pali możliwe do uzyskania pochylenie,
– konieczność zagospodarowania urobku.
mgr inż. Piotr Rychlewski
Instytut Badawczy Dróg i Mostów
Zdjęcia autora
Literatura
1. K. Grzegorzewicz, Metody palowania stosowane przez polskie firmy, seminarium „Fundamenty palowe i specjalne”, Warszawa 2004.
2. B. Kłosiński, E. Marcinków, Pale wiercone – współczesne metody wykonania, seminarium „Fundamenty palowe i specjalne”, Warszawa 2009.
3. PN-B-02483:1978 Pale wielkośrednicowe wiercone – Wymagania i badania.
4. PN-EN 1536:2010 Wykonawstwo specjalnych robót geotechnicznych – Pale wiercone.
