Autor:
Adam
Garbacz

WSTĘP

Posadowienie pośrednie to rodzaj fundamentów

wykorzystywanych przy budowie obiektów

inżynierskich wszędzie tam, gdzie podłoże

gruntowe jest słabo nośne i nie jest w stanie

przenieść wszystkich obciążeń przekazywanych z

budowli na grunt.
Ideą pośrednich posadowień fundamentów jest

możliwość budowania wszędzie, bez ograniczeń

jakie wynikają z właściwości podłoża gruntowego.

Tego typu fundamenty pozwalają na budowę w

warunkach niekorzystnych, przy wysokim

poziomie wód gruntowych, a także w miejscach

gdzie grunt jest słaby, a więc posiada małą

nośność. W tym drugim przypadku, fundamenty

pośrednie lokalizowane są w gruncie nośnym,

który może znajdować się od kilku do nawet

kilkudziesięciu metrów poniżej poziomu terenu.

W przypadku, gdy podłoże tuż pod fundamentem nie
jest w stanie przenieść obciążeń od budynku stosuje
się jedną z podanych niżej możliwości:



wzmocnienie gruntu przez zagęszczenie lub iniekcję

zaczynem cementowym;



wymianę gruntu polegającą na usunięciu warstwy

gruntu słabego lub nasypowego i zastąpienie jej
zagęszczanym mechanicznie gruntem nośnym
(piaskiem, żwirem, pospółką), piaskiem
stabilizowanym cementem, ewentualnie chudym
betonem;



przekazanie obciążeń na głębiej położoną warstwę

nośną za pomocą pali, studni lub ścian
szczelinowych.

PALE

Projektowanie fundamentów na
palach

Fundamenty palowe, od wielu lat,
stosowane są w różnych rodzajach
budownictwa. Zastosowanie pali ściśle
związane jest z przekazaniem dużych,
skoncentrowanych obciążeń na głębsze
warstwy podłoża gruntowego.

Fundamenty palowe stosujemy przede
wszystkim w następujących przypadkach:



gdy w górnych, przypowierzchniowych

obszarach podłoża zalegają grunty o
małej noś ności i dużej odkształcalności
(np. torfy, namuły, gytie, luźne nasypy,
stare odpady komunalne),



zachodzi potrzeba przemieszczenia

dużych obciążeń skupionych w postaci sił
piono wych, poziomych, momentów, i/lub
ich kombinacji (np. podpory mostów,
obiekty budownictwa hydrotechnicznego,
morskiego i pełnomorskiego, wysokie
budynki, obiekty typu wieżowego),



warunki konstrukcyjne i/lub

eksploatacyjne wymagają ograniczenia
bezwzględnej wielkości osiadań lub
różnicy osiadań,



posadowienie obiektów na terenach

starych odpadów komunalnych,
przemysłowych (np. obiekty handlowe,
hale produkcyjne, estakady drogowe),



zachodzi potrzeba stabilizacji skarp,

zboczy, uskoków naziomu, nasypów na
podłożu odkształcalnym,



jako obudowa głębokich wykopów,

garaży podziemnych, torowisk poniżej
powierzchni terenu,



dla potrzeb wzmocnienia istniejących

fundamentów w wyniku ich uszkodzenia,
lub w celu przeniesienia zwiększonych
obciążeń, lub dla przekazania obciążeń na
głębsze obszary podłoża.

W całym procesie projektowania pali
i fundamentów palowych występuje kilka
czynników, które zawsze należy
uwzględnić aby właściwie zaprojektować i
wykonać fundament oraz eksploatować
cały obiekt.

Należy tu wymienić:



rozpoznanie podłoża gruntowego dla

wystarczającego zakresu w planie, a
przede wszystkim dla głębokości
zapewniającej bezpieczne projektowanie
pali o określonej długości,



projektowanie technologii pali, dobór

najwłaściwszego rodzaju pala pod
względem warunków gruntowych, dla
aktualnych założeń konstrukcyjnych,
przyjęcie technologii spełniającej warunki
szeroko rozumianej ekologii, z
uwzględnieniem bezpiecznego i
ekonomicznego posadowienia,



wykonanie analizy obliczeniowej,

wyznaczenie sił w palach, sił
wewnętrznych w fun damencie, określenie
nośności i przemieszczeń fundamentu z
dążeniem do wiarygodnej oceny pełnej
zależności obciążenie - osiadanie,



przyjęcie i określenie szczegółowych

warunków wykonania fundamentu
palowego,



wykonanie badań kontrolnych nośności

i jakości palowania, przeprowadzenie
próbnych obciążeń statycznych,
dynamicznych, jakości i długości pali,



kontrola powykonawcza całości

posadowienia, praca zespołu budowla -
fundament -podłoże, pomiary osiadań,
ocena przemieszczeń, współpraca z
podłożem w czasie, monitoring obiektu.

Najczęściej stosowanym rodzajem posadowień
bezpośrednich są pale, które przy zastosowaniu
najnowocześniejszych technologii pozawalają
maksymalnie zagęścić podłoże przy stosunkowo nie
dużych nakładach finansowych.

W zależności od typu pala
przekazywanie sił pionowych na grunt
może następować przez tarcie na
pobocznicy pala, nacisk
na jego podstawę lub z jednoczesnym
wykorzystaniem tarcia i nacisku.

Sposoby przekazywania
obciążeń

Pale zawieszone przenoszą obciążenia
przez tarcie między pobocznicą pala, a
gruntem nośnym. Dla pali
przenoszących obciążenie pionowe na
ich podstawę tarcie na pobocznicy nie
ma znaczenia. Dla niektórych typów pali
betonowych uzyskuje się znaczne
zwiększenie nośności przez poszerzenie
ich dolnych końców.

Definicja

Zgodnie z PN-B-02481:1998 i PN-EN
12699:2003 pale to smukłe elementy
konstrukcyjne o dużym zagłębieniu w
podłoże, przenoszące oddziaływania na
głęboko zalegające warstwy podłoża
gruntowego przez podstawę (ostrze)
i powierzchnię boczną lub tylko przez
powierzchnię boczną. Pale są
wykonywane z różnych materiałów. Mogą
być pionowe lub ukośne, przenoszą siły
wciskające, wyciągające i poziome. Górną
część pala nazywa się głowicą pala, dolną
spodem (ostrzem, podstawą), a odcinek
między nimi trzonem pala.

Pale - podział

Dzieli się je na pale wwiercane, wkręcane,

wbijane, wciskane lub wwibrowywane. Ich
najważniejszą cechą jest przekazywanie obciążeń
na podłoże gruntowe poprzez parcie występujące
na ich pobocznicy oraz przez docisk pod stopą
pala.
Najczęściej stosuje się pale betonowe i
żelbetowe, rzadziej drewniane. Istnieje możliwość
wykonywania pali stalowych jednak cena stali
skutecznie odstrasza od ich zastosowania.
Pale żelbetowe produkowane są w różnych
rozmiarach. Te o małej średnicy (do 300 mm)
nazywane są mikrofalami i mają długość nie
przekraczającą 30 m.
Żelbetowe pale prefabrykowane mają przekroje
poprzeczne od 250x250 do 400x400 mm i długości
do 18 m.

Technologia wykonywania pali – kolejność
robót.

Przed przystąpieniem do palowania niezbędna
jest dokładna i staranna ocena podłoża
gruntowego z jasnym określeniem poziomu
zalegania poszczególnych warstw gruntu oraz
ich grubości, a także określenie poziomu wód
gruntowych.

Kolejne etapy prac powinny być
następujące:



Ocena gruntu – wiercenia próbne, dobór

wielkości i gęstości rozstawu pali w zależności od
obciążeń budowli i warunków wodno –
gruntowych.



Wiercenie robocze i usunięcie urobku

gruntowego z miejsca, w którym umiejscowiony
będzie fundament.



Formowanie (betonowanie) pali po uprzednim

zazbrojeniu  (w przypadku pali prefabrykowanych
wbijanie, wkręcanie, wwiercanie lub
wwibrowywanie ich w grunt).



Szalowanie i zbrojenie elementu wiążącego

tzw. podwaliny, która przenosi obciążenia
zewnętrzne, równomiernie na poszczególne pale.



Betonowanie podwaliny (najczęściej stosując

beton towarowy B15) po należytym zakotwieniu
głowic pali.

Rozmieszczenie pali

Pale pod fundamentami rozmieszcza się
zazwyczaj w narożnikach kwadratów
i prostokątów, a ogólniej w narożnikach
czworokątów lub w narożnikach trójkątów,
najczęściej równobocznych. Pale
pojedyncze pod stopami lub pojedyncze
rzędy pali pod ławami (rusztami) stosuje
się wyjątkowo,
w przypadku drugorzędnych obiektów
budowlanych albo też gdy używa się pali
o dużej średnicy i nośności.

Rys. 35. Widok komory opracowanej w Katedrze Geotechniki Politechniki
Gdańskiej
a) pale φ

1200 mm, L = 18 m b) pale φ 1800 mm, L = 30

m

Jaki fundament można oprzeć na palach?

Praktycznie nie ma żadnych ograniczeń, które
powodowały, że pale nie mogą być wykonywane
pod którąś ze znanych metod fundamentowania.
Można je stosować pod ławy, stopy, ruszty czy
płyty żelbetowe. Pale pod ławy fundamentowe
rozmieszcza się zazwyczaj w dwóch rzędach,
symetrycznie lub mijankowo.

Rys. 3. Posadowienie budynku
mieszkalnego w Pruszczu
Gdańskim

Rys. 4. Posadowienie wiaduktu
drogowego w rejonie Obwodnicy
Trójmiasta

Rys. 5. Posadowienie nasypu
drogowego
w ciągu autostrady A-2

Rys. 6. Fundament Stacji Prób
w Gdańskiej Stoczni
Remontowej

Rys. 7. Pale o przekroju 60×60 cm.
Projekt zrealizowany w Wielkiej
Brytanii

Rys. 8. Wiadukt drogowy w Poznaniu
posadowiony na 308 palach
prefabrykowanych