nośno-ści oraz osiadania pali i fundamentów palowych jest próbne obciążenie statyczne.
mgr inż. Piotr Rychlewski
Instytut Badawczy Dróg i Mostów
■ sprawdzenie jakości (ciągłości) pala.
Przydatność poszczególnych badań podano w tabeli zgodnie z normą PN-EN 1536:2001 Wykonawstwo spe-cjalnych robót geotechnicznych – Pale wiercone.
Badania statyczne pali zostały opisane w numerze 06/2011 „Inżyniera Bu-downictwa”. Najczęściej wykonywane są zgodnie z normą PN-B-02482:1983
metodą stałych stopni obciążenia.
Jest to jedyna metoda, która pozwa-la bezpośrednio wyznaczyć zależność osiadania od obciążeń oraz nośność graniczną. Coraz częściej przy okazji próbnych obciążeń wykonywane są pomiary rozkładu oporów pobocznicy pala na różnych głębokościach oraz oporu podstawy. Wymaga to osa-dzenia, w specjalnie przygotowanych
v a d e m e c u m g e o i n ż y n i e r i i
Tab. Zastosowanie poszczególnych metod badań
Rodzaj badania
Zastosowanie
Określenie nośności pala Określenie przemieszczeń Jakość konstrukcji (ciągłość)
obciążenie statyczne tak tak czasem możliwe
(po interpretacji)
badanie dynamiczne tak
(po interpretacji) możliwe
(po interpretacji) tak
(po interpretacji)
badanie ciągłości nie nie tak
(po interpretacji)
rurkach, szeregu ekstensometrów (przyrządów do pomiaru zmian wy-miarów liniowych elementów kon-strukcji wykonanych z różnych mate-riałów), które mierzą odkształcenia pionowe trzonu betonowego pala na różnych głębokościach. Na podstawie znajomości charakterystyki modułu odkształcenia betonu możliwe jest ob-liczenie naprężeń oraz oporów pod-stawy i pobocznicy pala na różnych głębokościach. Na rysunkach 1 i 2 po-kazano rozkłady sił i oporów w palu.
Badania dynamiczne ze względu na łatwość przyłożenia obciążenia i do-stępność sprzętu najczęściej wykony-wane są na palach prefabrykowanych.
Zdecydowanie rzadziej obciążane są tą metodą pale większych średnic czy barety.
Badanie polega na uderzeniu w głowi-cę pala ciężkim bijakiem. Bijak ma zwy-kle masę kilku ton. W czasie badania rejestruje się przyspieszenia i odkształ-cenia w głowicy pala. W wyniku analizy równania różniczkowego opisującego przemieszczenia pala w badaniu dyna-micznym otrzymuje się (w zależności od przyjętej metody interpretacji) no-śność graniczną, opory na pobocznicy i podstawie, rozkład oporów wzdłuż pobocznicy pala i skrócenie pala.
Zalety badania:
■ szybkość przeprowadzenia badania,
■ brak dużych dodatkowych konstruk-cji, przygotowanie pala ogranicza się do przygotowania głowicy pala i urządzenia umożliwiającego ude-rzenie bijaka,
Fot. 1 Badanie dynamiczne pala wielkośrednicowego
v a d e m e c u m g e o i n ż y n i e r i i
kwiecień 13 [105]
REKLAMA
Rys. 1 Rozkład sił wzdłuż trzonu pala [1]
■ wynikająca z wcześniej przedstawio-nych zalet niższa cena,
■ niewielka stosunkowo uciążliwość dla prowadzonej budowy.
Wady badania:
■ wynik badania zależy od wprowa-dzonych do obliczeń danych (mate-riałowych, geometrycznych),
■ przeprowadzenie badań i ich inter-pretacja wymagają dużego doświad-czenia i wiedzy,
■ interpretacja wyników badania jest czasochłonna i nie może zostać po-dana bezpośrednio po przeprowa-dzeniu badania,
■ badanie jest trudno ocenialne przez osoby postronne (np. przez inspek-tora nadzoru),
Na fot. 1 pokazano bijak na rurze pro-wadzącej zamocowanej do pala.
v a d e m e c u m g e o i n ż y n i e r i i
Badania ciągłością metodą oce-ny charakterystyk przebiegu fali nie wymagają wielu przygotowań i ze względu na swoją prostotę umożli-wia zbadanie nawet wszystkich pali w fundamencie. Badanie ciągłości polega na uderzeniu w głowicę pala specjalnym młotkiem oraz zarejestro-wanie efektów odbitej fali czujnikiem przyspieszeń zamocowanym do gło-wicy. Uderzeniem młotka wzbudza się w palu podłużną falę naprężeń, która po odbiciu się od podstawy pala wraca i jest rejestrowana przez czuj-nik. Mierząc czas opóźnienia odbite-go sygnału oraz znając prędkość roz-chodzenia się fali, możemy obliczyć długość pala. W przypadku zmian w przekroju pala (pogrubienia lub zwężenia) fala częściowo odbija się Rys. 2 Rozkład oporów podstawy i pobocznicy pala w czasie próbnego obciążenia [1]
Fot. 2 Urządzenie do badania ciągłości pali
v a d e m e c u m g e o i n ż y n i e r i i
kwiecień 13 [105]
REKLAMA
wcześniej, co znajduje odzwierciedlenie w rejestrowanych parametrach. Wiedza i doświadczenie przeprowadzające-go badanie pozwalają na ocenę rodzaju i wielkości takieprzeprowadzające-go defektu pala.
Prędkość rozchodzenia się fali zależy od materiału pala.
Rozbieżności pomiędzy wprowadzonymi danymi a rzeczy-wistymi właściwościami pala skutkują błędami w ocenie długości pala.
Fot. 3 Czujniki do pomiaru odkształceń i przyśpieszeń w badaniu dynamicz-nym pala
Zalety badania:
■ szybkość przeprowadzenia,
■ brak dodatkowych konstrukcji,
■ łatwość przeprowadzenia badania nawet na wszystkich palach danego fundamentu,
■ wynikająca z tego niska cena.
■ łatwe powtórzenie badania w przypadku wadliwej reje-stracji wyników.
Wady badania:
■ wynik badania zależy od wprowadzonych danych mate-riału, z którego wykonany jest pal,
■ poprawna rejestracja danych zależy od umiejętnego przy-łożenia czujnika i uderzenia młotkiem,
■ przeprowadzenie badań i ich interpretacja wymagają dużego doświadczenia i wiedzy,
■ badanie jest trudno oceniane przez osoby postronne (np.
inspektora nadzoru),
■ bardzo trudno nim wykryć niewielkie defekty pala.
Literatura
C. Szymankiewicz, Poszerzenie podstaw pali metodą iniekcji strumieniowej, Seminarium „Nowatorskie rozwiązania w mosto-wnictwie i geoinżynierii”, Warszawa, 13 listopada 2012.
c i e k a w e r e a li z a c j e
W dobie dużego zagęszczenia zabudo-wy i przy jednoczesnej znacznej rozległo-ści terytorialnej aglomeracji najczęstszy obecnie kierunek rozwoju przestrzeni miejskiej odbywa się, z coraz większą in-tensywnością, wzdłuż nowej osi urbani-stycznej. Ewolucja przestrzeni obejmuje nowe płaszczyzny poprzez wykorzysta-nie obszarów leżących zarówno ponad, jak i pod powierzchnią terenu miejskie-go. Efektem rozwoju są (powszechne już) wysokie budynki z rozbudowanymi kondygnacjami podziemnymi w cen-trach miast oraz wyraźna tendencja do odzyskiwania terenu spod istniejących obiektów lub ich wgłębnej rozbudowy.
Projektowanie i wykonanie takich kon-strukcji jest już w zasięgu technicznym.
Wymaga jednak szczególnej uwagi i staranności. Musi obejmować warunki związane nie tylko z nowo budowanym obiektem, ale również – a czasami przede wszystkim – z już istniejącymi budyn-kami w bezpośrednim sąsiedztwie pro-wadzonych prac, dla których zazwyczaj niezbędne jest wykonanie głębokich wy-kopów. Sprawa jest szczególnie trudna, kiedy weźmiemy pod uwagę zabytkowy charakter budynków zlokalizowanych w centrach większości dużych miast. Ta-kie budynki są wyjątkowo wrażliwe na przemieszczenia podłoża nierozerwalnie związane z wykopami i ich właściwe za-bezpieczenie wymaga szeregu szczegól-nych zabiegów geotechniczszczegól-nych.
Artykuł przedstawia zagadnienia związane z projektowaniem i
wyko-nawstwem robót geotechnicznych służących zabezpieczeniu głębo-kiego wykopu wraz z przylegającymi do niego, modernizowanymi obiek-tami zabytkowymi. W tekście starano się w możliwie kompleksowy sposób przekazać złożoność i wielowątkowość procesu aktywnego projektowania oraz sprzężenia zwrotnego projektu z wyko-nawstwem poprzez rozbudowany, wie-loaspektowy system monitoringu.