Przed rozpoczęciem prac budowlanych trzeba określić rodzaj fundamentów, jakie zostaną wykonane. Następnie do tego dobiera się odpowiednią technologię, a wraz z nią sposób przeprowadzenia prac. Aby to wyjaśnić, przedstawiamy rozwiązania stosowane w przypadku fundamentów głębokich.
Fundamenty głębokie – co warto wiedzieć?
Ze względu na głębokość posadowienia obiektów fundamenty dzieli się na płytkie oraz głębokie. W pierwszym przypadku mówi się o tak zwanych fundamentach bezpośrednich, które posadowione są na nośnych warstwach gruntu.
Specyfiką fundamentów głębokich jest to, że przekazują obciążenia na niżej położone warstwy nośne. Wykopy zwykle sięgają powyżej 4 metrów głębokości i wymagają odpowiednich zabezpieczeń. W zależności od warunków geotechnicznych konieczne jest stosowanie jednej z technologii: pali CFA, mikropali, pali wbijanych lub pali wierconych.
Wybór właściwej metody zależy od parametrów geotechnicznych podłoża, takich jak rodzaj gruntu, jego wilgotność, a także od obciążeń jakie konstrukcja będzie przenosić. Fundamenty głębokie znajdują zastosowanie szczególnie tam, gdzie warstwy nośne występują na dużej głębokości lub gdzie grunty przyległe nie zapewniają wystarczającej nośności dla fundamentów płytkich.
Pale CFA
Pale CFA to rozwiązanie polecane przez specjalistów, ponieważ umożliwia wiercenie i betonowanie na mokro w gruncie podczas ciągłego procesu. Określane są także jako pale formowane świdrem ciągłym. Rozwiązanie to należy do najbardziej opłacalnych podczas posadowienia fundamentów. Ponadto zapobiega osuwiskom i umożliwia ochronę pobliskich, istniejących już budynków.
Możliwe jest wykorzystanie tej technologii na obszarach zabudowanych, ponieważ generuje niski poziom hałasu oraz nie występują wibracje, które mogłyby doprowadzić do uszkodzeń budynków. Dodatkowo prace przebiegają w sposób szybki, co przekłada się na oszczędność czasu realizacji inwestycji.
Technologia ta polega na wprowadzeniu pełnego świdra ciągłego w grunt do projektowanej głębokości, a następnie jego wyciąganiu przy jednoczesnym pompowaniu mieszanki betonowej przez drążony przewód wewnątrz świdra. Po osiągnięciu poziomu terenu w świeżym betonie umieszcza się zbrojenie w postaci koszów prętów stalowych. Pale CFA mają także zastosowanie w przypadku projektów budowy tuneli, dróg i mostów oraz wszędzie tam, gdzie wymagana jest ochrona przeciwpowodziowa.
Mikropale
Niedużą średnicę w porównaniu do długości zapewniają mikropale. Mają zastosowanie wtedy, gdy konieczne jest zwiększenie stateczności lub podparcie konstrukcji. Przenoszą obciążenia na nośne warstwy podłoża, a ich średnica waha się zwykle od 100 do 300 mm przy długościach dochodzących nawet do kilkudziesięciu metrów.
Są bardziej uniwersalne, ponieważ można je wykonywać w miejscach, do których dostęp jest ograniczony. Często łączy się je także z innymi technikami, co pozwala na spełnienie rygorystycznych wymogów projektu w sposób ekonomiczny.
Mikropale sprawdzają się szczególnie przy wzmacnianiu istniejących fundamentów, na przykład podczas remontów budynków zabytkowych lub w przypadku przebudowy konstrukcji wymagającej dodatkowego obciążenia. Metoda ich wykonania pozwala na prace w trudnych warunkach gruntowych, w tym w gruntach skalistych, nawodnionych czy słabonośnych. Proces realizacji obejmuje wiercenie otworu, wprowadzenie zbrojenia oraz zalewanie zaprawą cementową lub iniekcyjną, co zapewnia odpowiednie połączenie z otaczającym gruntem.
Pale wbijane
Inną metodą posadowienia obiektów są pale wbijane. Są to gotowe, prefabrykowane elementy, które zagłębia się w grunt przy pomocy specjalistycznych maszyn ciężkich. Wyróżnia się ich trzy główne rodzaje ze względu na rozmiar.
Te najmniejsze mogą być wykorzystywane w przypadku domów, lekkich budynków, a także tam, gdzie istnieje ograniczona wysokość miejsca. Dla płyt fundamentowych i nowych budowli stosowane są pale o średnim rozmiarze. Największe mają zastosowanie podczas posadowienia mostów, budowli hydrotechnicznych czy turbin wiatrowych.
Są odpowiednie dla większości warunków gruntowych, choć technologię tę najczęściej wykorzystuje się w gruntach agresywnych lub wtedy, kiedy warunki w terenie są zmienne. Ponadto są niewrażliwe na wody gruntowe, a podczas prac nie powstaje urobek. W procesie wbijania pale wypierają grunt, co dodatkowo zagęszcza otaczające podłoże i zwiększa jego parametry nośne.
Materiał, z którego wykonane są pale wbijane, to zazwyczaj beton zbrojony lub sprężony, choć stosuje się również pale stalowe oraz drewniane – te ostatnie głównie w budownictwie hydrotechnicznym. Szybkość montażu oraz brak konieczności oczekiwania na wiązanie betonu to dodatkowe zalety tego rozwiązania, szczególnie w projektach z napiętymi terminami realizacji.
Pale wiercone
Pale wiercone to rozwiązanie pozwalające na precyzyjne posadowienie obiektów nawet w warunkach wymagających szczególnej staranności. W odróżnieniu od pali wbijanych wykonuje się je bezpośrednio w gruncie poprzez wiercenie otworu, umieszczenie zbrojenia oraz zalewanie betonem.
Technologia ta jest szczególnie polecana w przypadku budowli hydrotechnicznych, infrastrukturalnych oraz tam, gdzie występują różnorodne warstwy geologiczne. Zapewniają dużą nośność, nie prowadzą do powstawania urobku i są stosunkowo szybkie w montażu. Dodatkowo nie generują drgań, co umożliwia ich stosowanie w sąsiedztwie wrażliwych konstrukcji.
W procesie wykonywania pali wierconych stosuje się różne metody zabezpieczenia ścian otworu – rury osłonowe, płuczki bentonitowe lub bezpośrednie betonowanie w gruncie suchym. Wybór metody zależy od charakterystyki podłoża oraz warunków hydrogeologicznych. W porównaniu z palami wbijanymi pale wiercone pozwalają na bardziej elastyczne dostosowanie projektu do lokalnych uwarunkowań oraz na osiągnięcie większej głębokości posadowienia przy zachowaniu pełnej kontroli nad procesem wykonawczym.
Warto również podkreślić, że pale wiercone mogą być wykonywane o znacznych średnicach, co czyni je odpowiednimi dla obiektów o dużym obciążeniu pionowym, takich jak mosty, estakady czy budynki wysokościowe. Dzięki możliwości indywidualnego projektowania długości i średnicy każdego pala możliwe jest optymalne wykorzystanie nośności podłoża w różnych strefach budowy.