POSADOWIENIE ZBIORNIKA WODY PRZECIWPOŻAROWEJ NA PALACH PREFABRYKOWANYCH - WZMOCNIENIE GRUNTU

W ramach rozbudowy zakładu przemysłowego zaplanowano budowę zbiornika wody przeciwpożarowej. Zbiornik został zlokalizowany w sąsiedztwie wznoszonej konstrukcji stalowej. Badania gruntowe wykazały zaleganie w podłożu pod projektowanym zbiornikiem gruntów słabonośnych/odkształcalnych o znacznej miąższości. W pierwszym podejściu projektowym zaplanowano wzmocnienie podłoża przez wymianę warstwy gruntów słabonośnych/odkształcalnych na grunt piaszczysty.

Opis problemu

WARUNKI GRUNTOWE
Badania gruntowe (w tym sondowania CPT wykonane w wykopie wstępnym pod wymianę gruntu), wykazały, że w lokalizacji zbiornika do głębokości około 4m p.p.t. zalegają grunty spoiste w stanie plastycznym. Od około 4 m do około 5÷6 m podłożu zalegają przewarstwienia z gruntów spoistych w stanie twardoplastycznym i pospółki w stanie luźnym. Dopiero od ok. 5÷6 m p.p.t. zalega warstwa średnio zagęszczonych pospółek i piasków, które mogły stanowić podłoże nośne dla konstrukcji projektowanego zbiornika. Omówione wyżej warunki przedstawiono poniżej na przekroju i wykresie sondowania statycznego CPT:

W pierwszym podejściu projektowym zaplanowano wymianę warstwy gruntów słabonośnych/odkształcalnych na warstwę gruntów piaszczystych (Rys. 2) do głębokości min. 3.5 m p.p.t.. Na podstawie szczegółowej analizy wyników sondowań przeprowadzonych na etapie realizacji robót docelową wymaganą głębokość wymiany zwiększono do 5 m p.p.t. Ze względu na:

znaczną głębokość wymiany, sięgającą poniżej zidentyfikowanego poziomu wody gruntowej,
wymagany krótki czas realizacji robót geotechnicznych,
krótki czas na budowę konstrukcji zbiornika i
warunki zimowe
projektant zdecydował się na posadowienie konstrukcji zbiornika na podłożu wzmocnionym z wykorzystaniem żelbetowych pali prefabrykowanych.

Rozwiązanie problemu

ROZWIĄZANIE FUNDAMENTU PALOWEGO
Na podstawie wyników badań gruntowych oraz wyznaczonych obciążeń na pale przyjęto pale prefabrykowane o przekroju 30x30 cm długości całkowitej 7,0m (długości czynnej 6,95m), które zaprojektowano jako wzmocnienie podłoża.

W projekcie palowania przewidziano zagłębienie głowic pali na ok. 5 cm w płytę fundamentową (pale mogły stanowić dodatkowe podparcie dla zbrojenia płyty) bez rozkuwania. Dzięki zastosowaniu pali prefabrykowanych bez rozkucia i zrealizowanej wysokiej dokładności wbicia pali znacznie skrócono czas realizacji robót (bezpośrednio po wbiciu pali można było kontynuować roboty zgodnie z harmonogramem budowy obiektu) oraz wyeliminowano urobek i konieczność jego utylizacji.

Zaprojektowano układ pali oparty na czterech współśrodkowych okręgach o różnych średnicach. Uzyskano w ten sposób równomierny rozkład obciążeń na pale zapewniający niewielkie osiadanie konstrukcji zbiornika. Maksymalne obliczone obciążenie poszczególnych pali mieści się przedziale od 332kN do 367kN.

Powyżej na rys. 3. przedstawiono plan palowania pod zbiornik przeciwpożarowy.

Realizacja robót

PODSUMOWANIE
Dzięki przemyślanej organizacji robót oraz właściwemu przygotowaniu platformy roboczej, roboty palowe w warunkach zimowych wykonano bardzo szybko. Nie odnotowano przy tym żadnych problemów i negatywnego oddziaływania prowadzonych robót palowych na wznoszoną obok, wrażliwą na drgania, konstrukcję stalową.

Poniżej zamieszczono przykładowe zdjęcie z realizacji. Na szczególną uwagę zasługuje:

brak ograniczeń ze względu na realizację robót palowych w warunkach zimowych;
czysty plac budowy i brak urobku wymagającego utylizacji;
krótki czas wykonania robót palowych (jeden dzień);
gotowość pali prefabrykowanych do przenoszenia obciążeń bezpośrednio po wbiciu;
wykonanie robót palowych w sąsiedztwie wznoszonej, lekkiej konstrukcji stalowej;
wysokie wymagania/wysoka dokładność wykonania robót palowych.