Opublikowano: 5.YI.1964 48211 KI. M^cZm ^4-^fz^ Sr d fAoh MKP E UKD 624.138.23 Twórca wynalazku: mgr inz. Marian Szwacinski Wlasciciel patentu: Plockie Przedsiebiorstwo Robót Mostowych, Plock (Polska) Sposób wykonywania podpór slupowych i fundamentów podpór dla duzych nosnosci, a zwlaszcza podpór mostowych Przedmiotem wynalazku jest sposób wykony¬ wania podpór . slupowych i fundamentów podpór dla duzych nosnosci, a zwlaszcza podpór i funda¬ mentów podpór mostowych, z zelazobetonowych rur wirowanych.Znane sposoby wykonywania betonowych lub zelazobetonowych podpór mostowych w postaci filarów nie pozwalaja na wykorzystanie w pelni materialu w zakresie jego mozliwosci wytrzyma¬ losciowych, a masywnosc znanych podpór mosto¬ wych podyktowana jest w zasadzie nie obciaze¬ niem, na jakie beda narazone, lecz mozliwoscia nosna gruntu, na którym sa posadawiane. Stoso¬ wane coraz czesciej podpory zelazobetonowe, slu¬ powe, rozwiazuja wprawdzie lepiej to zagadnie¬ nie, jednak ich wykonanie na miejscu budowy jest zwiazane z duzymi stratami robocizny na wyko¬ nywanie precyzyjnych deskowan.Próbowano równiez zmniejszyc zuzycie materia¬ lów na fundamenty oraz ograniczyc pracochlon¬ nosc posadowiania podpór i fundamentów duzych nosnosci, przez zastosowanie pali wierconych Wolf- sholtza, prefabrykowanych pali wbijanych i in¬ nych. .Rozwiazania te istotnie pozwalaja zmniejszyc zsazycie materialów, a4e równoczesnie pociagaja za soba c.szereg niedogodnosci. Podpory na palach wierconych trzeba bowiem betonowac na miejscu «b0d czy zostaly one zabetonowane prawidlowo, bez przerwania pola i bez zwezenia jego przekroju. Pod¬ pory na palach prefabrykowanych nie maja wprawdzie tych wad, gdyz sa wykonywane na po- 5 wierzchni i ich przekrój poprzeczny moze byc kontrolowany, jednakze pale tego typu nie sa w pelni wykorzystywane w stosunku do ich mozli¬ wosci nosnych z punktu widzenia wytrzymalosci materialu, co tez oznacza zbyt duze zuzycie mate- 10 rialów. Korzystniejsze byloby wykonywanie takich pali z pozostawieniem wewnatrz przestrzeni nie wypelnionej betonem, to jest na tej zasadzie, jak wykonuje sie elementy zelazobetonowe bloków stropowych, jednak ze wzgledu na male przekroje 15 pali oszczednosc bylaby tu niewielka, a wytwarza¬ nie pali bardziej skomplikowane.Obecnie stwierdzono, ze mozna nie tylko unik¬ nac wszystkich opisanych wad, ale i osiagnac sze¬ reg dodatkowych Korzysci, jezeli do wytwarzania 20 tych podpór zastosuje sie zelazobetonowe rury wi¬ rowane. Przy uzyciu tych rur zamiast wszelkiego rodzaju konstrukcji slupowych, betonowanych na miejscu budowy przy uzyciu deskowan, jak rów-, niez zamiast masywnych korpusów filarów mosto- 25 wych, mozna wykonywac lekkie, estetyczne, a jed¬ noczesnie odznaczajace sie duza nosnoscia podpory slupowe. Zelazobetonowe rury wirowane mozna takze stosowac do fundamentów o duzej nosnoscis 48211 4 w postaci pali duzych srednic, przy uzyciu róznych technologii wykonawstwa, poczynajac od pali wierconych, poprzez pale wbijane, az do studzien z rur.Podpory slupowe lub slupy, wykonane sposobem wedlug wynalazku z zelazobetonowych rur wiro¬ wanych, maja powierzchnie gladka, nie wymaga¬ jaca zadnych dodatkowych prac wykonczeniowych, jak na przyklad stosowania okladziny, która w zna^ nych konstrukcjach, mimo stosunkowo znacznego kosztir? rMe jest dostatecznie odporna na dzialanie .czynników atmosferycznych, zwlaszcza mrozu oraz sna uderzenia, na przyklad lodu. Poza tym, dzieki duzej mozliwosci pracy na zginanie, rury wiro¬ wane sa bardziej wytrzymale w transporcie niz inne elementy zelazobetonowe.Sposób wedlug wynalazku daje szereg mozliwo¬ sci wykonywania podpór dla duzych nosnosci, a zwlaszcza podpór mostowych, przy uzyciu rur zelazobetonowych, wirowanych. Na rysunku uwi¬ doczniono przyklady tych rozwiazan, a mianowi¬ cie fig. 1 przedstawia widok z boku i przekrój pionowy podpory slupowej z okraglej, zelazobe¬ tonowej rury wirowanej, wypelnionej betonem po¬ laczonym ze scianka rury, fig. 2 — rozwiazanie jak na fig. 1, lecz przy wypelnieniu betonem nie pola¬ czonym ze scianka rury, fig. 3 — widok z boku i przekrój pionowy podpory slupowej z okraglej, zelazobetonowej rury wirowanej, nie wypelnionej wewnatrz betonem, fig. 4 — widok z boku i prze¬ krój pionowy dolnej czesci zelbetowej rury wiro¬ wanej dla pali wierconych, wyposazonej w dolnym koncu w ostrze, fig. 5 — przekrój wzdluz linii A-A z fig. 4, fig. 6 — miejsce polaczenia dwóch odcin¬ ków rur w widoku z boku i w przekroju piono¬ wym, fig. 7 — widok z boku i przekrój pionowy dolnej czesci rury wirowanej, przeznaczonej do wbijania przy uzyciu wibromlotów, fig. 8 — prze¬ krój wzdluz linii A-A z fig. 7, a fig. 9 — widok z boku i przekrój pionowy pala z zelazobetonowej rury wirowanej z zaslepionym koncem w ksztalcie ostrza.Zgodnie z fig. 1, do budowy podpory slupowej stosuje sie zelazobetonowa rure wirowana 1, na przyklad kielichowa rure, uzywana do budowy ru¬ rociagów tlocznych. Rure te ustawia sie pionowo na fundamencie 2, scisle w osi podpory slupowej, po czym przestrzen wewnatrz scianek 3 wypelnia sie betonem 4. Dla lepszego powiazania betonu 4 ze scianka 3 wskazane jest wypuscic konce zbroje¬ nia rury do wewnatrz podczas jej wytwarzania.Aby w pelni wykorzystac wysokie wlasciwosci wy¬ trzymalosciowe betonu, z którego jest wykonana rura, korzystnie jest dct wypelnienia rury uzyc beton wysokiej marki i o malym skurczu. Przy tym typie podpory obciazenie jest przyjmowane równoczesnie przez beton scianki i beton, stano¬ wiacy wypelnienie. Taka konstrukcja slupa pozwa¬ la tez wykorzystac scianke rury jako pelnonosna czesc konstrukcyjna podpory slupowej, a przy tym scianka ta stanowi równoczesnie licówke podpory.Górna czesc rury jest przykryta nakladka wyrów¬ nujaca 5.Drugi typ podpór slupowych wedlug wynalazku, uwidoczniony na fig. 2, jest jakby odwrotnoscia pierwszego. Zastosowano tu wprawdzie równiez zelazobetonowa rure wirowana 1 na fundamencie 2, ale beton 4, wypelniajacy rure, nie jest powia¬ zany ze sciankami 3, przy czym dla zabezpieczenia sie przed miejscowym njawet powiazaniem sie be- 5 tonu ze scianka, wskazane jest powlekanie i wnetrza rury odpowiednia warstwa izolujaca, na przyklad asfaltemr Chodzi bowiem o to, aby beton wypel¬ niajacy wnetrze rury, dociskany wkladka oporo¬ wa 6, mógl pracowac niezaleznie"od rury otacza¬ jacej, pracujacej wtedy na rozciaganie. Beton wy¬ pelniajacy moze tu byc iniskiej marki.Trzeci typ podpór slupowych wedlug wynalazku (fig. 3) uzyskuje sie przez zastosowanie zelazobe- itonowych rur wirowanych 1 bez wypelniania ich betonem, a ewentualnie ¦ z wypelnieniem luznym materialem, na przyklad impregnowanym pia¬ skiem, nie branym pod uwage w obliczeniach wy¬ trzymalosciowych. W tym przypadku korzystnie jest stosowac rury wirowane o grubszych scian¬ kach S tak, aby powierzchnia poprzecznego prze¬ kroju scianek stanowila 35—45% powierzchni prze¬ kroju podpory slupowej. Ma to znaczenie szcze¬ gólnie w tych przypadkach, gdy decydujacym czyn¬ nikiem jest statecznosc podpory slupowej, a nie jej mozliwosci wytrzymalosciowe. Montaz tego ty¬ pu podpór jest bardzo prosty i latwy do prowa¬ dzenia nawet w okresie zimowym. Zastosowanie prefabrykowanych poprzecznych belek wiencza¬ cych 7 ulatwia jeszcze bardziej montaz i eliminuje jakiekolwiek betonowanie na miejscu.Zgodnie z wynalazkiem fundamenty dla duzych nosnosci, a fundamenty podpór mostowych w szczególnosci, wykonuje sie z zelazobetonowych rur wirowanych o róznych srednicach. Rury O srednicy w granicach 300—600 mm moga byc sto¬ sowane do pali wierconych oraz wbijanych znany¬ mi sposobami, przy czym dolny koniec rury moze byc zaslepiony lub wyposazony w odpowiednie za¬ konczenie. Rury o srednicach wiekszych moga byc stosowane do robót palowych w szerszym zakresie, przy uzyciu róznych metod, nie wykluczajac wier¬ cenia, wbijania, a takze sposobów studniarskich.Dzieki zastosowaniu do tych celów zelazobetono¬ wych rur wirowanych mozna roboty palowe calko¬ wicie zmechanizowac i sprowadzic je do przemy¬ slowych metod wykonawstwa.Zastosowanie zelazobetonowych rur wirowanych zamiast rur stalowych przy palach wierconych pozwala na pozostawianie ich w gruncie i wyko¬ rzystywanie jako czesci skladowej pala.Zgodnie z wynalazkiem do robót palowych moz¬ na stosowac znane zelazobetonowe rury wirowane, wyposazone w_ odpowiednie koncówki. Na fig. 4 i 5 przedstawiono ostrze wirowanej rury zelazobeto¬ nowej dla pali wierconych o srednicy okolo 600 mm. Ostrze to sklada sie z pierscienia wzmac¬ niajacego 8, wykonanego ze stalowego katownika oraz wlasciwego ostrza 9, wykonanego z blachy stalowej i zamocowanego na sruby.Aby uniknac koniecznosci stosowania zbyt dlu¬ gich odcinków rur, mozna zgodnie z wynalazkiem laczyc krótsze odcinki rur tak, jak to przykladowo uwidoczniono na fig. 6. W konce rur, majace w sciankach wyciecia, zabetonowuje sie podczas wykonywania rur pierscienie 10 z perforowanej blachy stalowej. Dla polaczenia dwóch rur naklada 15 20 25 30 35 40 45 50 55 605 4&211 6 sie na ich konce cwiercpierscienie 11 z blachy sta¬ lowej, równiez z otworami, odpowiadajacymi otwo¬ rom w pierscieniach 10 i przymocowuje je za po¬ moca srub laczacych 12.Na fig. 7 i 8 przedstawiono ostrze zelazobetono¬ wej rury wirowanej czolowej, przeznaczonej do pograzania w grunt przy uzyciu wibromlotów.W zakonczenie rury zabetonowany jest pierscien 10, do którego przymocowane jest srubami ostrze 9 z blachy stalowej, usztywnione katownikami 13, a od dolu brzeg rury jest zabezpieczony pierscie¬ niem wzmacniajacym 8, wykonanym ze stalowego katownika.Pograzanie zelazobetonowych rur wirowanych na zalozona glebokosc moze byc dokonane dowol¬ nymi, znanymi sposobami, zaleznie od warunków hydrogeologicznych, w tym takze przy pomocy roz¬ mywania gruntu, po czym rure zapelnia sie beto¬ nem niskiej marki.Doswiadczenia'z pograzaniem wszelkiego rodzaju rur za pomoca wibromlotów wykazaly, ze wraz z zaglebianiem rury osiada i zageszcza sie stopnio¬ wo grunt wewnatrz .'teji^rury tak, ze po pewnym czasie zaslepia calkowicie rure i posuwa sie z nia jako jedna calosc. Zjawisko to wystepuje zwlaszcza przy stosowaniu rur o srednicach do 16OO mm i przy glebokosci 8—12 m. W tych warunkach okolo 80% czesci rury znajdujacej sie w gruncie jest zapelnio¬ ne silnie zageszczonym, gruntem. Pozwala *to na powazna oszczednosc betonu, gdyz zabetonowac trzeba tylko górna czesc rury, to jest okolo 20% rury zaglebionej, a pal pracuje calym przekrojem, Zgodnie z wynalazkieln w pewnych przypadkach do wykonywania fundamentów z wibrowanych rur zelazobetonowych, wbijanych wibromlotami, stosuje sie rury z zaslepionym ostrym koncem, uwidocznione przykladowo na fig. 9. Stalowe ostrze 14 w ksztalcie stozka jest przymocowane do wbetonowanego w dolny koniec rury pierscienia 10 z perforowanej blachy' stalowej i zlacze jest wzmocnione katownikami 13, przymocowanymi za pomoca nie uwidocznionych ha rysunku srub, jak na fig. 7. Ostrze jest wewnatrz wypelnione beto¬ nem 15. r//^ Zgodnie z wynalazkiem, stosujac zelazobetonowe rury wirowane o srednicy 600—2000 mm, a nawet wiekszej, mozna wykonywac fundamenty w posta¬ ci filarów na studniach.1 Dolny koniec czolowej ru¬ ry moze byc wyposazony we wzmocnienia, na przyklad jak opisane wyzej w odniesieniu do fig. 4, a laczenie odcinków rur moze odbywac sie podob¬ nie, jak to przedstawiono na fig. 6. Grunt mozna wydobywac recznie lub mechanicznie, systemem studniarskim albo przez rozmywania woda pod cisnieniem i wypompowywanie rozmytego gruntu.W przypadku natrafienia na przeszkode, której nie mozna pokonac innymi sposobami, rura moze byc przez zmontowanie dwóch przepon przeksztalcona na pewien czas w keson.Poza omówionymi wyzej zakonczeniami rury czolowej oraz elementami, umozliwiajacymi lacze¬ nie odcinków rur, sposób wedlug wynalazku prze¬ widuje stosowanie zelazobetonowych rur wirowa¬ nych, wykonanych znanymi metodami. Ze wzgledu na silne zageszczenie betonu, rury te moga byc stosowane w srodowiskach, wykazujacych pewne 5 zakwaszenie, zwiekszajace agresje wód grunto¬ wych. Rury, które beda pracowac w srodowisku o znacznym zakwaszeniu, to jest przy pH poni¬ zej 6, powinny byc wykonane z cementu hutnicze¬ go. Przy pH ponizej 4 trzeba stosowac dodatkowe srodki ochrony betonu przed korozja chemiczna.Przy wyrobie rur wirowanych mozna stosowac do¬ datek odpowiednich barwników do masy betonu, dzieki czemu uzyskuje sie rury dowolnie zabar¬ wione. PL