Wiele inwestycji budowlanych może zostać zrealizowanych dopiero wtedy, gdy grunt, na którym ma powstać obiekt, zostanie odpowiednio wzmocniony. Celem takich działań realizowanych przez BUDOKOP jest zwiększenie nośności oraz zapewnienie bezpieczeństwa przed osuwaniem się. W praktyce wykorzystywane są różne metody działania, a ich wybór wymaga indywidualnej analizy i oceny warunków. Jakie procedury są obecnie wykorzystywane?

Pale wiercone świdrem ciągłym – CFA

CFA, czyli Continous Flight Auger jest jedną z technologii wykorzystywanych podczas wzmacniania podłoża przed realizacją prac budowlanych, związanych z posadowieniem budynku: https://www.budokop.pl/cfa-pale-wiercone-swidrem-ciaglym/.

Istotą metody CFA jest wykonanie odwiertu przy pomocy świdra ślimakowego do zadanej głębokości, a następnie betonowania na mokro. W części centralnej świdra znajduje się rdzeń, który podczas wykonywania odwiertu jest zamknięty, co zapobiega przedostawaniu się gleby do jego wnętrza. Podczas podnoszenia rdzeń zostaje odblokowany, a za jego pośrednictwem, do wnętrza formowanego pala wtłaczana jest pod wysokim ciśnieniem odpowiednio dobrana mieszanka betonowa.

(fot. mat. sponsorowane)

Możliwość wykorzystania palowania CFA w budownictwie jest duża. Ze względu na specyfikę często wykorzystywane są tam, gdzie projekt wymaga wykonania głębokiego posadowienia, jak np. w trakcie budowy ekranów akustycznych, znajdujących się wzdłuż autostrad lub dróg szybkiego ruchu. Technologia pozwala na wzmocnienie podłoża przed rozpoczęciem budowy hal, obiektów budowlanych oraz linii hydrotechnicznych.

W praktyce wykonanie palowania CFA wymaga przygotowania odpowiedniego projektu technicznego, w którym uwzględnione zostaną specyficzne właściwości gruntu, budowanego obiektu itp.

Pale przemieszczeniowe FDP

FDP jest technologią przemieszczeniową, co oznacza, że podczas wiercenia w głąb, wykonywane jest dodatkowe rozpychanie gruntu. Metoda ta pozwala z jednej strony ograniczyć ilość urobku, jaki wynoszony jest na powierzchnią, z drugiej powoduje dodatkowe zagęszczenie gruntu sąsiadującego.

Wkręcając głowicę do odpowiedniej głębokości, wykonywany jest jeden cykl pracy, co w praktyce oznacza, że narzędzie, w tym wypadku świder nie jest wyciągany z ziemi do zakończenia pracy.

Po wykonaniu odwiertu świder podnoszony jest stopniowo do góry, a poprzez rdzeń tłoczona jest mieszanka betonowa. Tempo wyciągania świdra zawsze należy dobrać indywidualnie, uwzględniając wydajność podawania przez rdzeń betonu. Najważniejszą kwestią jest to, aby przez cały czas trwania procesu wytwarzane było odpowiednie nadciśnienie, które gwarantuje szczelne wypełnienie przestrzeni pod głowicą. Dzięki temu pale FDP są solidne i wytrzymałe.

Kolumny DSM

Alternatywnym rozwiązaniem jest technologia DSM. Deep Soil Mixing jest metodą mieszania gruntu, w której wykorzystuje się specjalny wariant palownicy, na której końcu umieszczone jest mieszadło. Głowica szybkoobrotowa pozwala na szybkie pogrążanie w gruncie mieszadła, prowadząc tym samym do odspojenia gruntu. Następnie, za pośrednictwem specjalnej pompy, wtłaczane jest odpowiednio dopasowane spoiwo. Najczęściej wykorzystywany jest zaczyn cementowy.

(fot. mat. sponsorowane)

Istotą metody jest kilkukrotne pogrążanie mieszadła w gruncie i jednoczesne mieszanie oraz tłuczenie spoiwa. Jednoczesne wykonywanie czynności sprawia, że zaczyn jest mieszany z gruntem, co powoduje jego wzmocnienie. Wykonanie wzmocnienia metodą DSM wymaga przeprowadzenia szczegółowych badań geologicznych, gdyż od warunków gruntowych zależą właściwości przygotowanej mieszanki – grunt pełni rolę kruszywa, co wraz z wodami gruntowymi i cementem pomaga uformować wytrzymałą i solidną kolumnę.

W praktyce kolumny DSM znajdują szerokie zastosowanie, w przygotowaniu gruntów pod budowle komunikacyjne, hydrotechniczne oraz liniowe, jak np. drogi, wiadukty oraz mosty. Technologia ta niesie ze sobą wiele zalet, wśród których wymienić należy przede wszystkim małą wibrację, a także brak wstrząsów. Hałas, jaki generowany jest podczas wykonywania kolumn DSM jest umiarkowany. Czynniki te sprawiają, że metoda może być wykorzystywana nawet w sąsiedztwie zabudowań. Specyfika mieszania gruntu sprawia, że urobek nie jest wyniesiony ponad powierzchnię, co pozwala ograniczyć koszty inwestycji.

Kolumny DSM wykonywane są najczęściej w gruncie spoistym, ale technologia może być wykorzystywana także w gruncie piaskowym lub żwirowym.

Technologia Jet-grouting

W technologii jet-grouting wzmacnianie gruntu polega na jego wcześniejszym zniszczeniu. Działania te wykonuje się przez rozpłukanie. W tym celu wykorzystuje się wysokoenergetyczną ciecz, która pod ciśnieniem jest wciskana do gruntu. W ten sposób część urobku wynoszona jest ponad powierzchnię, a w powstałą przestrzeń wciskany jest zaczyn cementowy, o składzie dobranym indywidualnie do danego projektu i właściwości terenu.

(fot. mat. sponsorowane)

Sposób wykonania kolumn typu jet-grouting przebiega w dwóch fazach. Podczas pierwszego etapu wykonywany jest odwiert, na głębokość i o średnicy ustalonej przez specjalistę. Gdy jest on gotowy, rozpoczyna się druga część prac, w której żerdź jest stopniowo usuwana z otworu wiertniczego. W czasie tym jedna lub kilka dysz, w zależności od średnicy kolumny, podaje pod ciśnieniem zaczyn cementowy, aby szczelnie wypełnił powstałą przestrzeń. Żerdź podczas wycofywania jest podnoszona i jednocześnie obraca się, co powoduje dalsze rozcięcie warstw gruntu w strefie sąsiadującej z wykonanym otworem. Powstaje w nim nadciśnienie, wynoszące porcję urobku nad powierzchnię, natomiast pozostała część mieszana jest z zaczynem cementowym.

W zależności od potrzeb projektu kolumny z wykorzystaniem technologii jet-grouting wykonane mogą być w trzech wariantach, pojedynczej, podwójnej oraz potrójnej. Rodzaj wzmocnienia zależy od wielu czynników. Jet-grouting sprawdza się doskonale przy umacnianiu skarp, wzmacnianiu bądź uszczelnianiu zapór ziemnych, obudowie wykopów i innych.

Mikropale iniekcyjne

Mikropale iniekcyjne są szczególną postacią pali wzmocnieniowych, które różnią się od innych technologii przede wszystkim średnica pojedynczego pala. Największą zaletą tej metody jest fakt, że do wykonania stosowane są małe i lekkie sprzęty wiertnicze, co sprawia, że technologia może zostać wykorzystana także w miejscach o utrudnionym dostępie, np. w miejscach, gdzie dotychczasowa zabudowa jest mocno zagęszczona, co utrudnia korzystanie ze sprzętu o większych gabarytach.

Cechą charakterystyczną procesu, a jednocześnie jego dużą zaletą jest fakt, że w jednym procesie technologicznym możliwe jest połączenie kilku ważnych etapów działania – wiercenie, iniekcja zaczynu, a także zbrojenie mikropali. Taka organizacja pracy sprawia, że cały proces może być przeprowadzony zdecydowanie szybciej i sprawniej.

Kotwy gruntowe

(fot. mat. sponsorowane)

Szczególnym sposobem wzmacniania podłoża są kotwy gruntowe. Kotwy gruntowewzmacniają różnego rodzaju palisady, obudowy wykopów, ścianki szczelne. Doskonale sprawdza się także przy nabrzeżach portowych. Kotwy zapewniają stabilność wszędzie tam, gdzie rodzimy grunt nie zapewnia właściwej stabilizacji.

Kotwy gruntowe mogą być wykonywane w dwóch wariantach:

• jako system żerdzi samowiercących, w którym cięgno kotwy jest traconą żerdzią;
• z wykorzystaniem stalowych prętów lub liny.

Stabilizacja przy pomocy kotwy wykonywana jest jako tymczasowe lub stałe zabezpieczenie, przy czym okresem granicznym rozróżniającym oba warianty jest czas. Jeśli kotwa znajduje się w gruncie dłużej niż 2 lata, jest rozwiązaniem stałym.

Aby wykonać wzmocnienie podłoża przy pomocy kotwy gruntowej, wykonuje się odwiert w osłonie rurowej, a jako płuczki wiertniczej wykorzystuje się zaczyn cementowy o odpowiednio dopasowanych parametrach.

Najczęściej kotwy gruntowe wykorzystywane są do realizacji projektów związanych ze wzmocnieniem podłoża w związku z inwestycjami drogowymi, kolejowymi, a także w konstrukcjach hydrologicznych. Poza portami pozwalają także zabezpieczyć śluzy wodne oraz zapory.

Pale VDW (CCFA)

Technologia palowania VDW nazywana jest też CCFA. Pierwszy skrót odnosi się do niemieckiej nazwy Vor Den Wand, a CCFA – Cased Continuous Flight Auger. Obie odnoszą się do tej samej metody postępowania. Procedura w dużym stopniu nawiązuje do klasycznej CFA, jednak w tym wariancie są one wykonywane w rurach obsadowych.

(fot. mat. sponsorowane)

Przygotowanie pali zgodnie ze zmodyfikowaną technologią jest możliwe, dzięki wykorzystaniu specjalnie przygotowanych urządzeń. Podwójna, obrotowa głowica pozwala na niezależne obracanie się świdra i rury zewnętrznej. Dzięki temu, że oba kręcą się w przeciwnym kierunku, świder pozwala usuwać urobek do tzw. strefy wyrzutu, która znajduje się przy głowicy hydraulicznej i dalej przemieszczany jest na platformę roboczą. Zaletą tego, że świder znajduje się w specjalnej rurze obsadowej jest to, że zapewnia ona większą stabilizację otworu. Gdy odwiert zostanie wykonany, rozpoczyna się formowanie pala przy pomocy mieszanki betonowej, co realizowane jest podobnie, jak w przypadku wykonania klasycznego palowania CFA.

Jeśli wykonywane jest zbrojenie, w metodzie CCFA stosowane są specjalne kosze zbrojeniowe lub  kształtowniki stalowe. Aby właściwie zatopić elementy w betonie wykorzystywane są specjalne lekkie wibratory.

Pale VDW wykonuje się, jeśli w bezpośrednim sąsiedztwie znajdują się inne budynki. To doskonała metoda, która sprawdzi się też w trudnych warunkach, czyli tam, gdzie występują twarde lub miękkie skały.

Pale Vibro

Technologia wzmacniania podłoża wykonana oparta o metodologię VIBRO jest rozwiązaniem bezurobkowym. Oznacza to, że w czasie wiercenia grunt z powstałego otworu jest rozpychany w poziomie. Dzięki temu sąsiadujący grunt jest dodatkowo dogęszczany. Głowice wibracyjne w stalowej rurze wykorzystują wibracje, których częstotliwość i energia wbijania dostosowywane są indywidualnie do potrzeb danego projektu, w tym warunków gruntowych.

Po wykonaniu odwiertu na pożądaną głębokość głowica zaczyna być unoszona, a specjalnym rdzeniem pompowany jest beton formujący pale. Jedną z największych zalet tej technologii jest wysoka nośność uzyskanych pali, szczególnie jeśli są one wykonywane w gruntach niespoistych.

artykuł sponsorowany