Prawidłowe wykonanie kotew wymaga zatrudnienia doświadczonej firmy dysponującej odpowiednim sprzętem oraz ciągłego nadzoru.
Kotwy gruntowe stosowane są od kilkudziesięciu lat. Można je podzielić według kilku kryteriów. Biorąc pod uwagę czas użytkowania, kotwy dzieli się na stałe i tymczasowe. Różnią je wymagania dotyczące trwałości i sposobu zabezpieczenia przed korozją. Kotwy tymczasowe projektuje się zwykle na dwa lata.
Rys. Fazy wykonywania wykopu ze ścianami kotwionymi
Ze względu na materiał cięgna można wyróżnić:
– kotwy linowe (splotowe),
– kotwy prętowe.
Kotwy mogą być iniektowane wielokrotnie lub z iniekcją pojedynczą. Wyróżnia się kotwy do gruntów ziarnistych (gliny, iły, piaski) oraz kotwy skalne.
Zwykle kotwy mają jedna buławę, ale w przypadku trudnych gruntów lub dużych obciążeń czasami projektuje się kotwy wielobuławowe. Te ostatnie są jednak szczególnie wrażliwe na błędy w wykonawstwie.
Istnieje szereg metod wykonywania kotew. Ogólnie można powiedzieć, że pierwszą czynnością jest zawsze wykonanie otworu w gruncie na wymaganą głębokość, zwykle jest to otwór o średnicy kilkunastu centymetrów. Następnie wykonuje się wlewkę z zaczynu cementowego, wypełniając otwór od jego dna. Ma to na celu usunięcie z otworu ewentualnych zanieczyszczeń i całkowite jego wypełnienie. Następnie wkłada się do otworu cięgna kotwy oraz usuwa ewentualne rury, uzupełniając jednocześnie zaczyn cementowy. Po kilku/kilkunastu godzinach formuje się buławę kotwy za pomocą iniekcji.
Fot. 1 Wykop Centrum Kongresowego w Krakowie zabezpieczony kotwami
Z powodzeniem do wykonywania kotew stosuje się również systemy samowiercące typu Titan, które standardowo służą do wykonywania gwoździ gruntowych. Część wolną uzyskuje się przez płukanie otworu lub stosowanie osłonek na żerdzie. Sprężenie i badania odbiorcze są ostatnim elementem wykonania kotwy. Zabieg ten ogranicza przemieszczenia i odkształcenia zabezpieczanej konstrukcji.
Z wykonania każdej kotwy powinna być sporządzona metryka zawierająca informacje na temat technologii, rodzaju cięgien, wymiarów, pochylenia, warunków gruntowych oraz wyników badań odbiorczych.
Dzięki badaniom odbiorczym technika kotwienia jest bardzo bezpieczna. Sprawdzeniu podlega każda wykonana kotew. Badania odbiorcze powinny wykazać, że kotew przenosi naciąg próbny, swobodna długość cięgna mieści się w wyznaczonych granicach, a pełzania stabilizują się w trakcie badania. Ponadto mogą być wymagane obszerniejsze badania kotew.
Fot. 2 Głowica kotwy linowej
Fot. 3 Cięgna kotew wraz z rurkami iniekcyjnymi. Widoczne osłonki izolujące część wolną kotwy
W przypadku trudnych warunków gruntowych, w których brak jest doświadczeń, lub kiedy naciągi kotew są bardzo duże i przekraczają dotychczasowe doświadczenia w danych warunkach gruntowych, konieczne może być wykonanie badań wstępnych. Służą one określeniu granicznej nośności buławy kotwy w danych warunkach gruntowych. Przykładana siła w takich badaniach jest większa niż w przypadku badań odbiorczych lub badań przydatności. Badania przydatności służą wyznaczeniu krzywych przemieszczeń całkowitych, trwałych i sprężystych oraz pełzania, a także swobodnej długości cięgna. Fazy wykonywania wykopu, którego stateczność ścian zapewniają kotwy, przedstawiono schematycznie na rysunku:
a) wykonanie obudowy wykopu, np. ze ścian szczelinowych,
b) częściowy wykop i wykonanie I poziomu kotwienia,
c) wykop i wykonanie II poziomu kotwienia,
d) wykop do pełnej głębokości,
e) wykonanie konstrukcji budynku,
f) likwidacja kotew.
Fot. 4 Wykonanie kotew w systemie samowiercącym typu Titan
Fot. 5 Zabezpieczenie osuwiska palisadą kotwioną prętami typu Titan
W porównaniu z innymi sposobami zabezpieczania skarp wykopów można wskazać następujące zalety obudowy kotwionej:
– łatwość budowy wewnątrz wykopu ze względu na brak przeszkód,
– duża pewność wynikająca ze sprawdzenia każdego elementu,
– możliwość zastosowania kotew stałych.
Wady obudowy kotwionej to:
– wykonanie poza obrysem wykopu, co powoduje konieczność uzyskania zgody sąsiada na wykonanie i jest bardzo trudne w przypadku zabudowanych posesji;
– duży wpływ warunków gruntowo-wodnych na możliwość wykonania i uzyskiwane nośności.
Prawidłowe wykonanie kotew wymaga zatrudnienia doświadczonej firmy, dysponującej odpowiednim sprzętem, i ciągłego nadzoru.
mgr inż. Piotr Rychlewski
