Brak zanieczyszczeń placu budowy wydobywanym urobkiem, małe osiadanie i dość znaczna szybkość wykonywania pojedynczego pala to niektóre zalety pali Vibro-Fundex.
Pale wymienione w tytule należą do pali przemieszczeniowych. Wykonanie pala nie powoduje powstania urobku. Dzięki takiej technologii uzyskuje się zagęszczenie gruntu otaczającego pal oraz eliminuje problemy z utylizacją urobku, zachowując jednocześnie czysty plac budowy. Pal Vibro-Fundex składa się z traconej stalowej podstawy oraz połączonej z nią w czasie wykonywania stalowej rury. Wykonanie pala polega na wbiciu stalowej rury obsadowej zakończonej traconym tzw. butem. Do wbijania używa się młotów hydraulicznych lub spalinowych. Połączenie buta i rury jest uszczelnione, aby uniemożliwić napływ wody gruntowej do wnętrza rury w czasie wbijania pala. Po osiągnięciu projektowanej rzędnej lub po uzyskaniu odpowiednich oporów wbijania wkłada się do rury zbrojenie. Następnie wypełnia się rurę betonem. Do wyciągnięcia rury jest używany wibrator przelotowy zamontowany do maszyny bazowej. Należy pamiętać o pewnym naddatku mieszanki betonowej, która wypełni przestrzeń po wyciągniętej rurze. Wibracyjne wyciąganie rury powoduje dobre ułożenie się betonu w przestrzeni ukształtowanej przez rurę oraz dobre zespolenie betonu z gruntem. W połączeniu ze stalową podstawą pozostawianą w gruncie zapewnia to relatywnie duże nośności i małe osiadania pali Vibro-Fundex. Na rys. 2 pokazano wyniki próbnego obciążenia pala Vibro-Fundex wykonanego w ramach testów na budowie Stadionu Narodowego w Warszawie.
Średnica rury stalowej do wykonania pali Vibro-Fundex wynosi od 406 do 610 mm. Długość pala zależy od projektowanego obciążenia i limitowana jest możliwością pokonania oporów wbijania. Możliwości wykonawców pozwalają projektować pale ponad 25 m.
Schemat wykonania pali pokazano na rys.1.
Rys. 1 Fazy wykonywania pala Vibro-Fundex
Fazy wykonywania pali Vibro-Fundex przedstawiono schematycznie na rysunku:
a) ustawienie rury z podstawą,
b) wbijanie rury młotem spalinowym lub hydraulicznym,
c) zagłębienie rury do projektowanej rzędnej,
d) włożenie zbrojenia do suchej rury,
e) zabetonowanie pala,
f) wyciągnięcie wibracyjnie rury obsadowej.
Rys. 2 Wyniki próbnego obciążenia pala Vibro-Fundex o średnicy rury 508 mm i długości 24 m wykonanego w ramach testów na budowie Stadionu Narodowego w Warszawie
Do najważniejszych zalet pali Vibro-Fundex należą:
– czysty plac budowy (brak zanieczyszczeń wydobywanym urobkiem),
– relatywnie duże nośności wynikające z dogęszczenia podłoża,
– małe osiadania,
– szybkie wykonanie pojedynczego pala,
– rejestracja wpędów i możliwość oszacowania nośności pali w trakcie wykonywania na podstawie wzorów dynamicznych,
– możliwość przebicia słabych przeszkód.
Fot. 1 Maszyna do wykonania pali Vibro-Fundex na budowie Stadionu Narodowego. Na dole widoczny wibrator przelotowy, a na górze rury młot spalinowy
Fot. 2 Stalowa podstawa razem z uszczelnieniem
Do wad pali Vibro-Fundex można zaliczyć drgania i hałas pochodzące od wbijania.
W technologii Pali Vibro-Fundex znane są z literatury sposoby poszerzenia podstawy i trzonu pala. Pale takie noszą nazwę pali Vibrex. Po wypełnieniu mieszanką betonową i niewielkim podciągnięciu rury dekluje się ją od góry i ponownie wbija. Taką samą operację można powtórzyć na dowolnym poziomie, uzyskując poszerzenie trzonu.
Doświadczenia wykonawcze są jednak zniechęcające. Operacja jest dość uciążliwa technologicznie. Nie powinna zabierać dużo czasu ze względu na wiązanie mieszanki betonowej. W czasie wbijania grunt zostaje już rozepchnięty przez rurę obsadową i jego dalsze rozpychanie przez mieszankę betonową jest bardzo trudne. Doświadczenia pokazują, że przy ponownym dobijaniu większość energii młota tracona jest na sprężenie mieszanki.
Fot. 3 Maszyna w czasie pogrążania rury wibromłotem
Podobną technologią do Vibro-Fundex są wykonywane pale Vibro. Różnica polega jedynie na tym, że pogrążanie rury odbywa się wibracyjnie za pomocą wibratora przelotowego, używanego w palach Vibro-Fundex jedynie do wyciągania rury. Ten sposób pogrążania jest jednak mniej efektywny, nie pozwala na pokonanie dużych oporów pogrążania. Częściowo problem ten można rozwiązać, stosując podpłukiwanie. Pale Vibro słabiej radzą sobie z pokonywaniem przeszkód w gruncie.
mgr inż. Piotr Rychlewski
Instytut Badawczy Dróg i Mostów
