Pale Franki stosowane są w Polsce od blisko 100 lat, a pale BSP są odmianą pali Franki, których zasada wykonania jest podobna.
Pale Franki należą do pali przemieszczeniowych i formowane są z użyciem stalowej rury osłonowej wbijanej w grunt. Najczęściej pale mają średnicę do 50 cm i długość do 12 m.
Do wykonania pala używa się wilgotnej mieszanki betonowej, której transport na miejsce wbudowania może odbywać się prostymi środkami, np. traktorem z przyczepą. Dzięki temu wykonanie pali możliwe jest w bardzo trudnych lokalizacjach, limitowanych jedynie możliwością wjazdu kafara na gąsienicach. Nie ma potrzeby budowy dróg dojazdowych dla betonowozów i innych pojazdów.
Pierwszym etapem wykonania pala jest uformowanie w rurze postawionej na terenie korka z betonu. Po wsypaniu mieszanki na dno rury zagęszcza się ją stalowym bijakiem. Korek zabezpiecza przed napływem wody i gruntu do wnętrza rury w czasie wykonywania pala. Stanowi on również element pośredni przekazujący energię bijaka na ścianki rury. Zwiększając energie spadu młota pogrąża się rurę obsadową na projektowana rzędną. W czasie pogrążania rejestruje się wpędy rury. Umożliwiają one oszacowanie nośności na podstawie wzorów dynamicznych i zakończenie pala na odpowiedniej rzędnej. Zmiana długości pala w czasie wykonywania możliwa jest jedynie w granicach używanej rury obsadowej.
Fot. 1. Wiadukt kolejowy posadowiony na palach Franki
Po osiągnięciu zamierzonej rzędnej rurę obsadową unieruchamia się za pomocą olinowania kafara, jednocześnie dosypując mieszanki betonowej, wybijając korek z rury i formując powiększoną podstawę pala. Po uformowaniu podstawy wkłada się do rury zbrojenie. Następnie dosypuje się mieszanki betonowej, zagęszcza się ją bijakiem i podciąga do góry rurę.
Dzięki poszerzonej podstawie pale Franki osiągają relatywnie duże nośności. Współczynniki do obliczania nośności zawarte są w normie PN-83/B-02482 („Fundamenty budowlane. Nośność pali i fundamentów palowych”). Tym samym sprzętem można wykonywać pale piaskowe i żwirowe pełniące funkcję wzmocnienia podłoża gruntowego.
Rys. 1. Fazy wykonywania pala Franki
Fazy zagłębiania pali Franki w gruncie przedstawiono schematycznie na rys. 1:
a) ustawienie rury stalowej i uformowanie korka z betonu,
b) pogrążanie pala młotem wolnospadowym,
c) wbicie pala na wymaganą rzedną,
d) formowanie podstawy pala,
e) wstawienie zbrojenia,
f) układanie mieszanki betonowej zagęszczanej młotem z podciąganiem rury obsadowej,
g) wykonanie całego pala ze zbrojeniem.
Zalety pali Franki to:
– duża nośność pionowa wynikająca z poszerzonej podstawy,
– możliwość wykonania pali w trudnych warunkach terenowych, bez dobrej drogi technologicznej,
– możliwość oszacowania nośności pali w trakcie wykonywania na podstawie wzorów dynamicznych,
– długoletnie doświadczenie w stosowaniu.
Do wad pali Franki można zaliczyć:
– drgania i hałas pochodzące od wbijania,
– dużą pracochłonność.
Fot. 2. Widok maszyny w czasie wbijania pali Franki
Fot. 3. Wykonywanie pali BSP koparką KM602
Odmiana pali Franki są Pale BSP. Zasada ich wykonania jest podobna. Na dnie rury formuje się korek, potem pogrąża się rurę uderzeniami bijaka. Do wykonania tych pali stosuje się rury stalowe tracone zamknięte od dołu przyspawaną blachą. Uformowany w rurze korek zapewnia przeniesienie energii wbijania na ścianki rury. Niemożliwe jest również uformowanie poszerzonej podstawy. Ponieważ rura stalowa pozostaje w gruncie nie jest potrzebny cały kafar Franki, a jedynie dźwig z wciągarką wolnospadową. Brak kafara i odzyskiwanej rury sprawia, że możliwe jest dowolne skracanie i przedłużanie pala w czasie wykonywania. Tę zaletę można wykorzystać pracując np. na torowisku kolejowym w czasie krótkich zamknięć. Po częściowym wbiciu można rurę obciąć na poziomie platformy, a w czasie kolejnego etapu dowolnie dospawać. Możliwe jest również wykonywanie pala w pewnym oddaleniu od dźwigu zależnym od jego wysięgu. Wykonywane są tak podpory tymczasowe rusztowań.
Rys. 2. Fazy wykonywania pala BSP
Fazy zagłębiania pali Franki w gruncie przedstawiono schematycznie na rys. 2:
a) ustawienie zamkniętej rury stalowej i uformowanie korka z betonu,
b) pogrążanie pala młotem wolnospadowym,
c) wbicie pala na wymaganą rzedną,
d) wstawienie zbrojenia,
e) wykonanie całego pala ze zbrojeniem
Dwie ostatnie operacje mogą nie być wymagane jeśli wytrzymałość samej rury jest wystarczająca i pal pełni funkcje tymczasową.
mgr inż. Piotr Rychlewski
Instytut Badawczy Dróg i Mostów
