Wyróżniamy obecnie trzy podstawowe metody instalacji pali i grodzic stalowych w gruncie. Są to: wbijanie udarowe, wibrowanie, wciskanie. Pierwotną metodą instalacji grodzic i pali stalowych było wbijanie. Obecnie stosowane jest stosunkowo rzadko, najczęściej w przypadku elementów obciążonych znacznymi siłami pionowymi, czyli pali.
Metody instalacji grodzic i pali stalowych
Wbijanie jest skuteczną i stosunkowo szybką metodą instalacji kształtowników stalowych. Daje ponadto pogląd na temat uzyskiwanych oporów wbijania, na podstawie czego można wstępnie wnioskować o uzyskiwanych nośnościach pogrążanych elementów. Metoda ta, przy użyciu współczesnego sprzętu kafarowego, pozwala na uzyskiwanie bardzo wysokiej dokładności prowadzonych robót. Niewątpliwie jest to jednak metoda instalacji kształtowników stalowych, która potencjalnie może w największym stopniu negatywnie wpływać na otoczenie (drgania o niskich częstotliwościach, hałas).
Obecnie standardem technicznym instalacji pali i grodzic stalowych jest wykorzystywanie wibratorów bezrezonansowych. Idea ich pracy polega na rozpędzaniu mas wirujących do prędkości roboczych przed ich rozsunięciem. Pozwala to na wyeliminowanie zjawiska rezonansu przejściowego. Częstości robocze wibratorów, które mogą być zazwyczaj w pewnym lub całym zakresie pracy regulowane, wynoszą zwykle ok. 40Hz i znacznie różnią się od typowych częstości drgań własnych budynków i budowli. Prowadzona świadomie praca przy użyciu tego typu urządzeń nie niesie zatem bezpośredniego zagrożenia dla sąsiadujących budynków. Nie można jednak wykluczyć powstania oddziaływań wtórnych na sąsiadujące obiekty (np. wynikających z osiadań związanych z dogęszczaniem się gruntów lub przemieszczeniami gruntu w obrębie skarp wykopów tymczasowych).
Kolejną grupę problemów stanowi świadomość zagrożeń (a raczej ich braku) wśród okolicznych mieszkańców. Subiektywne lęki i nerwowe reakcje mieszkańców wywoływane niewystępującymi dotąd zjawiskami (np. szklanka dzwoniąca w komodzie lub, znacznie groźniejsze, związane z rezonansem elementów wykończeniowych w lub na budynkach) bazują najczęściej na braku podstawowej wiedzy na temat realizowanej inwestycji (= braku właściwej polityki informacyjnej) i mogą przynieść niepowetowane szkody, włącznie z zatrzymaniem robót. Społeczności lokalne należy szanować, a co za tym idzie szczegółowo informować o prowadzonych robotach, ich zakresie, możliwych ich objawach i skutkach, a także, co bardzo ważne, czasie ich trwania. Społeczne progi akceptacji dla prowadzonych robót budowlanych są zwykle zdecydowanie niższe od technicznych i w znacznym stopniu zależą od czasu realizacji inwestycji. Roboty fundamentowe, które rozpoczynają zwykle cykl inwestycyjny z jednej strony mogą na początku liczyć na wyższe poziomy akceptacji, a z drugiej, jako pierwsze wprowadzają zmianę warunków życia mieszkańców i wywołują ich, często gwałtowne, reakcje. Właściwie prowadzona polityka informacyjna kosztuje, a więc powinna być uwzględniana jako ekonomiczny element planowanej inwestycji.
Niski poziom wiedzy technicznej decydentów na temat metod monitoringu i nadzoru robót fundamentowych i idący z nim strach przed podjęciem niewłaściwej decyzji często eliminuje z realizacji prawidłowe pod względem technicznym i ekonomiczne technologie fundamentowania.
Z technicznego punktu widzenia można przyjąć, że destrukcyjny wpływ drgań jest funkcją amplitud drgań (przyśpieszeń, prędkości) oraz czasu w jakim rejestruje się oddziaływanie. Największe amplitudy rejestruje się, gdy źródło drgań jest blisko monitorowanego obiektu, a częstość robocza jest zbliżona do częstości drgań własnych obiektu (rezonans). Odsuniecie się od istniejącego obiektu jest często niemożliwe. Nowoczesne wibromłoty umożliwiają w pewnym lub całym zakresie pracy zmianę częstości roboczej. Zabieg taki zastosowany na budowie ścian oporowych tunelu przy ogrodzeniu Cmentarza Wojskowego na Powązkach w Warszawie pozwolił na znaczne ograniczenie amplitud drgań rejestrowanych na obiektach chronionych cmentarza. Należy jednak pamiętać, że „przestrojenie” wibratora może ograniczyć efektywność pogrążanie grodzic i wydłużyć czas prowadzonych robót lub wręcz uniemożliwić ich kontynuację w technologii wibrowania.
Odrębnym problemem jest możliwość mimowolnego dogęszczania zalegających w podłożu warstw gruntów niespoistych. Prowadzi to do osiadania obiektów mimo braku odczuwalnych drgań. Kolejnym zjawiskiem jakie należy przewidzieć podczas wwibrowywania pali lub grodzic stalowych jest możliwość lokalnego upłynnienia gruntu. Zjawiska takie mogą mieć miejsce w luźnych i średniozagęszczonych gruntach drobnoziarnistych (piaski drobne i pylaste). Ważna jest zatem wiedza o sposobie posadowienia (bezpośrednie, pośrednie) i podłożu obiektów w sąsiedztwie prowadzonych robót.
W każdym wypadku decyzja o zastosowaniu lub zmianie technologii powinna mieć podłoże merytoryczne. W XXI wieku, zwanym wiekiem informacji, nie wypada, jak w wiekach średnich, bazować jedynie na głęboko zakorzenionych i bardzo często z gruntu fałszywych przeświadczeniach. Współczesna technika pozwala na zastosowanie wiarygodnych metod kontroli robót fundamentowych i ich oddziaływania na otoczenie. Wyniki pomiarów i obserwacji poddane odpowiedniej analizie, powinny być podstawą podejmowania decyzji dotyczących stosowania lub zmiany przyjętej technologii prowadzenia prac.
Gdy wykorzystanie wibratorów nie jest możliwe ze względu na wrażliwe otoczenie lub występujące w podłożu warunki gruntowe alternatywą jest zastosowanie urządzeń do statycznego wciskania grodzic stalowych. Jest to metoda stale i intensywnie rozwijana ze względu na liczne zalety. Produkowany jest coraz mocniejszy i coraz bardziej wydajny sprzęt pozwalający w praktyce całkowicie wyeliminować wpływy dynamiczne przy jednoczesnym zachowaniu akceptowalnych na rynku parametrów ekonomicznych. Monitoring prowadzony w systemie ciągłym na licznych zrealizowanych w Polsce w tej technologii robotach, potwierdził, że praca urządzeń do wciskania nie generuje drgań przekraczających poziom tła. Jedyne drgania wywoływane są zazwyczaj przez silnik współpracującego dźwigu. W przypadku dużych oporów wciskanie może wspomagane zarówno przez podpłukiwanie lub/i rozwiercanie. W niedalekiej przyszłości należy spodziewać się większej liczby dostępnych jednostek sprzętowych o coraz lepszych parametrach technicznych, zdolnych wciskać grodzice i pale stalowe. Można również spodziewać się, że metoda wciskania, szczególnie w odniesieniu do grodzic stalowych, zdominuje rynek ze względu na swoją uniwersalność i praktyczny brak oddziaływania na otoczenie.
- poprz.
- nast. »»
