| |
Kolumny betonowe ze żwirową stopą FSS wykonywane są w technologii wibrowymiany Kellera, tj. za pomocą wibratora wgłębnego z wewnętrznym podawaniem materiału.
W pierwszej fazie wykonania kolumn FSS wibrator wypełnia się kruszywem i pogrąża w podłoże przy udziale wibracji i docisku maszyny podstawowej. Po osiągnięciu głębokości przewidzianej w projekcie następuje formowanie poszerzonej stopy żwirowej w gruncie nośnym, przy czym podłoże rodzime doznaje dodatkowo wzmocnienia na skutek zagęszczenia (grunty sypkie) lub przyspieszonej konsolidacji (nawodnione grunty spoiste).
W drugiej fazie następuje formowanie betonowego trzonu kolumny w obrębie gruntów słabych. W tym celu do wibratora wsypuje się beton ubijalny o konsystencji półsuchej. W trakcie formowania trzonu kolumny i podciągania wibratora do góry beton wypływa spod ostrza wibratora przy udziale sprężonego powietrza i wypełnia przestrzeń zajętą wcześniej przez wibrator. Z kolei ponowne opuszczenie wibratora powoduje rozepchnięcie betonu na boki i zwiększenie efektywnej średnicy kolumny. Posuwisto-zwrotny ruch wibratora kontynuowany jest na całej wysokości kolumny FSS.
Dodatkowym efektem jaki towarzyszy formowaniu trzonu kolumny jest poprawienie parametrów mechanicznych otaczającego gruntu.
Nośność "zewnętrzną" kolumn FSS oblicza się na podstawie nacisków granicznych przyjętych zgodnie z normą dla osiągniętego stopnia zagęszczenia stopy żwirowej wykonanej w podstawie kolumny. Obliczeniowa nośność "wewnętrzna" trzonu kolumny zależy od rodzaju betonu i jest dobierana w ten sposób aby przewyższała nośność zewnętrzną. Kolumny FSS wykonuje się bez zbrojenia, średnica obliczeniowa trzonu betonowego wynosi 60 cm.
W typowych przypadkach kolumny FSS mają nośność obliczeniową od około 400 do 700 kN.
W zakresie badań kontroli jakości wykonanych robót wykonuje się badania kruszywa użytego do wykonania stopy żwirowej, sondowania dynamiczne stóp żwirowych kolumn FSS, badania wytrzymałości betonu oraz niekiedy próbne obciążenia kolumn FSS.
|
|
Rys. 1. Wibrator do wibrowymiany |
Zasadniczymi zaletami kolumn FSS są:
- krótsza długość kolumn w stosunku do pali o tej samej nośności, co wynika z korzystnego działania poszerzonej stopy żwirowej,
- automatyczna rejestracja w trakcie wykonywania kolumn FSS podstawowych parametrów produkcyjnych (m.in. długość, objętość kruszywa, objętość betonu, opór pogrążania wibratora w podłoże, prędkość pogrążania wibratora w podłoże, czas wykonania), co pozwala na bieżące śledzenie jakości wykonanych robót,
- dostosowanie długości kolumn do rzeczywistego przebiegu nośnych warstw gruntu w podłożu dzięki rejestracji oporu penetracji wibratora w podłoże,
- brak urobku wydostającego się na powierzchnię,
- szybkość wykonania,
- niski poziom hałasu w czasie robót,
- wykonywanie kolumn bez wystąpienia efektu rozluźnienia gruntu,
- możliwość ustalenia nośności bez potrzeby wykonywania próbnych obciążeń, tj. na podstawie kontroli stopnia zagęszczenia stopy żwirowej , średnicy kolumny oraz wytrzymałości betonu,
- poprawienie parametrów wytrzymałościowych otaczającego gruntu i podłoża nośnego,
- niższe jednostkowe koszty wykonania w porównaniu do większości pali.
Zakres zastosowań:
Z punktu widzenia rodzaju podłoża gruntowego zakres stosowania kolumn betonowych ze żwirową stopą obejmuje grunty spoiste i niespoiste (podobnie jak w przypadku wibrowymiany) oraz dodatkowo większość gruntów organicznych, gdzie zastosowanie wibrowymiany (kolumn żwirowych) jest niemożliwe z uwagi na ich zbyt niską wytrzymałość.
O zastosowaniu technologii kolumn betonowych ze żwirową stopą (FSS) w konkretnym rozwiązaniu projektowym poza rodzajem gruntu decyduje wiele innych czynników, m.in. obciążenia fundamentów, wymagania odnośnie dopuszczalnych osiadań fundamentów, agresywność wody gruntowej, odległość od sąsiedniej zabudowy w terenie, koszt przyjętego rozwiązania posadowienia obiektu.
Przykładowe zastosowania:
|
