Fundamenty na palach – kiedy się je stawia?

Jest to rodzaj fundamentów głębokich, gdzie obciążenia z budynku przenoszone są za pomocą pali na głębokie warstwy gruntu. Oczywiście taka konstrukcja wymaga wykonania badań geotechnicznych by jasno stwierdzić, gdzie zaczynają się te wytrzymalsze warstwy gruntu. W poniższym wpisie podpowiemy, kiedy stosujemy fundamenty na palach, jakie są ich rodzaje i jak je w praktyce wykonać. Zapraszamy do lektury!

Pale fundamentowe – co to jest?

Fundamenty na palach to popularne rozwiązanie stosowane podczas wznoszenia budynków na podłożu o słabej nośności lub narażonych na podmycia. W zależności od rodzaju gruntów stosuje się różny rodzaje pali. Nawet mając teren z podłożem o dobrych warunkach geotechnicznych, wybiera się to rozwiązanie. Dzieje się tak w przypadku budowania takich obiektów jak mosty, wiadukty, domy niepodpiwniczone czy popularne wieżowce. Zaletą tego typu fundamentów jest szybkość wykonania i duży wybór gotowych produktów, przez co czas realizacji znacząco się skraca.

Kiedy stosujemy pale fundamentowe:

• gdy warunki gruntowe charakteryzują się małą odpornością na ścinanie i dużymi odkształceniami,
• gdy ciężar budowanego obiektu jest zbyt duży względem powierzchni jego podstawy,
• możliwość osiadania budynku – pale niwelują ten proces,
• zwiększenie stabilizacji zboczy i skarp.

Pale prefabrykowane, pale przemieszczeniowe? Rodzaje pali

Istnieje kilka podziałów pali, które wyodrębniono m.in. w normach PN-EN 1536 i PN-EN 12699. Podstawowy podział wyróżnia:

• przemieszczeniowe – prefabrykowane żelbetowe, betonowe, stalowe i drewniane,
• formowane w gruncie – z rurą odzyskiwaną lub rurą pozostawioną,
• wiercone z usuwaniem urobku – w tym rodzaju wyróżnia się podtypy pali z rurą osłonową lub bez niej, z podstawą powiększoną lub iniektowaną, barety, formowane świdrem CFA i formowane dwuetapowo.

Jeśli weźmiemy pod lupę ułożenie pali względem pionu to mamy pionowe i ukośne. Pod względem pracy statycznej wyróżnia się pale stojące, czyli opierające się o grunt nośny i zawieszone, gdzie nie ma kontaktu z gruntem nośnym.

Gdy spojrzymy na te elementy konstrukcyjne pod względem popularności to zauważymy inny podział. Często używa się pali przemieszczeniowych SDP i VDP, gdzie otwór zrobiony za pomocą świdra zalewa się betonem. Pale CFA to rodzaj pali wierconych betonowych na mokro, gdzie jednocześnie zagęszczany jest grunt wokół pala mokrym betonem, który wydobywa się ze świdra. Warto wspomnieć także o mikropalach, czyli cienkich żerdziach zakończonych tzw. koronką.

Fundamenty pośrednie – mikropale

Mikropale spełniają dwie funkcję – są fundamentami, ale też wgłębnym zbrojeniem. Ciekawym faktem jest możliwość wykorzystania ich do wzmocnienia istniejącego już budownictwa fundamentowego.

Wyróżnia się dużo rodzajów mikropali:

• samowiercące – zwane inaczej iniekcyjne systemowe, produkowane w systemie „all in one”, na całej długości pala znajdują się stalowe rury gwintowane. Dzięki temu ich zastosowanie nie wymaga osobnego rurowania, a żerdź wiertnicza to równocześnie zbrojenie;
• iniekcyjne strumieniowe – posiadają buławę cementowo-gruntową z zbrojeniem;
• iniektowane – małośrednicowe elementy, które powstają po zalaniu otworu z zbrojeniem zaczynem cementowym;
• prefabrykowane – z kształtowników stalowych lub mieszanki żelbetowej, wciskane lub wwiercane w ziemię;
• gruntowo-cementowe – tworzone bezpośrednio w ziemi;
• kotwiące – wykonuje się w sytuacjach pracy pod obciążeniem cyklicznym – są tańsze niż tradycyjne kotwy gruntowe;
• geotermalne – czyli pale energetyczne, działają razem z pompą ciepła, dzięki czemu umożliwiają pobieranie i oddawanie ciepła do gruntu;
• wciskane – wykonywane w istniejącym już fundamencie.

Posadowienie na palach – wykonanie fundamentu palowego

Pierwszym krokiem jest poznanie warunków gruntowych panujących na działce budowlanej, czyli badania geotechniczne. Uprawniony specjalista powinien przeprowadzić analizę wyników tych badań, a także dodatkowo sporządzić analizę ryzyka technologicznego i kosztów wykonania takich robót, by móc wybrać odpowiednią technologię pod pierwszy etap budowy domu. Opracowanie projektu jest więc podstawą dalszych działań. Przekrój geologiczny gruntów pozwoli pokazać, na jakiej głębokości powinniśmy zacząć palowanie.

Sam proces wbijania na obliczoną głębokość pali jest szybki i niezbyt skomplikowany, zwłaszcza gdy powierzymy go fachowcom mającym z tym doświadczenie. Elementy można wbijać lub wwibrowywać. Używa się do tego celu kafara hydraulicznego lub spalinowego, który ustawia pal w pionie, przenosi w wyznaczone miejsce i wbija. Kafary na wynajem łatwo znajdziesz na Rentools.

Warto wspomnieć o palach Vibro-Fundex i Vibrex. Są to specjalne technologie, w których, przy użyciu młota hydraulicznego, w grunt wbija się stalowe rury z traconą podstawą. Następnie otwór jest zbrojony i zalewany betonem. Rurę można zostawić lub wyciągnąć, chociaż proces wyciągania powoduje dodatkowe zagęszczanie betonu, natomiast zostawienie pozbywa nas problemu osiadania budynku.

Fundamenty palowe stosuje się na terenach słabonośnych

Tak, ale nie tylko. Fundamenty palowe stosuje się na terenach słabonośnych, gdzie raczej nie ma możliwości wykorzystania fundamentów powierzchniowych podczas posadowienia budynku. Palowanie, polegające na wbijaniu pali w głąb ziemi do twardych warstw podłoża, zapewnia odpowiednią nośność i stabilność konstrukcji z uwzględnieniem warunków gruntowych. Stosowanie tych fundamentów zależy od wielu czynników takich jak rodzaj budynku, wielkości obciążenia, rodzaju gruntu oraz innych czynników. Należy mieć na uwadze wszystkie te czynniki podczas przygotowywania odpowiedniej dokumentacji. Założenia konstrukcyjne muszą zostać wykonane, aby mieć pewność, że posadowienie domu jest bezpieczne i stabilne.