Nowy Eurokod 7 w projektowaniu posadowień obiektów mostowych na palach

Tradycyjną ocenę nośności pala należy rozpatrywać w kontekście pełnej krzywej obciążenie Q i osiadania S (krzywa Q-S), patrz rys. 2 [4, 5]. Praktycznie, w obiektach mostowych, należy rozpatrywać oddziaływanie grupy pali na podłoże gruntowe, rys. 3. W praktycznych rozwiązaniach konstrukcyjnych należy unikać przypadku przedstawionego na rys. 3, czyli pozostawienia warstwy o dużej odkształcalności poniżej podstaw pali.

Obliczenia możliwości przenoszenia obciążeń przez pale należy poprzedzić analizą różnych czynników szczegółowych, które mają decydujące znaczenie w ocenie końcowej.

Niezależnie od przyjętej metody obliczeń, zasad zawartych w normach (normy PN, Eurokody) i wytycznych należy wyróżnić następujące czynniki.

W odniesieniu do samego pala [17]:

• rodzaj materiału trzonu pala,
• naturalna lub modyfikowana szorstkość trzonu pala,
• zastosowana technologia pala, z uwzględnieniem lokalnych warunków gruntowych,
• wymiary geometryczne, trzonu i podstawy pala,
• rodzaj zastosowanego urządzenia (wciskanie, wbijanie, wiercenie, metody wibracyjne),
• sposób wiercenia i zabezpieczenia otworu,
• sposób, prędkość i czas betonowania pala,
• wpływ czynników ułatwiających wykonanie pala (podwiercenie, płuczka wodna),
• właściwa kolejność wykonania pala, gdy zachodzi możliwość dogęszczania lub rozluźnienia podłoża,
• zabiegi technologiczne powodujące zmiany w właściwościach wytrzymałościowych i odkształceniowych podłoża gruntowego (np. iniekcja pod podstawą i/lub na pobocznicy).

Każde wykonanie pala w różnym stopniu powoduje zmiany w naturalnym stanie gruntu. Zasady obliczeń zawarte w normach i wytycznych powinny uwzględniać zaistniałe zmiany. Niektóre niekorzystne zjawiska to:

• zmiana naturalnego stanu naprężenia, szczególnie odprężenia w podłożu gruntowym,
• działanie ciśnienia spływowego do wnętrza rury osłonowej, gdy podstawa pala jest poniżej poziomu wody gruntowej,
• niewykonanie lub wykonanie niedokładne podczyszczenia dna otworu wiertniczego,
• działanie sił ssących w czasie wyciągania narzędzia wiertniczego,
• pozostawienie zawiesiny bentonitowej pod podstawą pola i/lub na pobocznicy,
• ucieczka wody z rury osłonowej przez nieszczelne, wyrobione zamki, zmiana stanu gruntu wzdłuż pobocznicy,
• ucieczka wody, zarobowej z betonu do gruntu (piaski, żwiry, zmiana stanu gruntu w iłach pęczniejących),
• bardzo niekorzystne zmiany pierwotnego stanu gruntu, szczególnie w technologiach wywołujących wstrząsy i drgania, w piaskach drobnych, piaskach pylastych, pyłach, lessach.

Problemy, które zaakcentowano powyżej, mają bardzo duży wpływ na obliczenia nośności i osiadań pali.

Metody obliczeń i technologie wykonania zmieniały się bardzo istotnie w okresie powojennym.

Ma to bezpośrednio wpływ na zasady obliczeń w normach i wytycznych. Należy tu uwzględnić normy polskie odnoszące się do fundamentów palowych. Chcę tu przypomnieć historyczne, przede wszystkim, PN-B-02482:1955 Fundamenty palowe – Nośność pali i fundamentów na palach – Wytyczne wyznaczenia.