Pale CFA pod halę magazynową na słabym gruncie

Budowa hali magazynowej, przemysłowej lub logistycznej na słabym gruncie wymaga odpowiedniego rozwiązania fundamentowego. Duża powierzchnia obiektu, znaczne obciążenia przekazywane przez słupy oraz wysokie wymagania dotyczące równości posadzki sprawiają, że tradycyjne fundamenty bezpośrednie nie zawsze są wystarczające.

Jednym z rozwiązań stosowanych przy takich inwestycjach są pale CFA pod halę magazynową. Pozwalają one przekazać obciążenia konstrukcji przez słabe warstwy podłoża na grunt o lepszych parametrach znajdujący się na większej głębokości.

Technologia może być wykorzystywana pod fundamentami słupów, ścianami, ciężkimi urządzeniami oraz wybranymi elementami infrastruktury hali. Jej zastosowanie powinno jednak wynikać z badań geotechnicznych i projektu konstrukcyjnego, a nie wyłącznie z ogólnego założenia, że na działce występuje słaby grunt.

Więcej informacji o samej metodzie wykonania znajduje się na stronie pale CFA.

Dlaczego hale magazynowe wymagają szczególnego podejścia do fundamentowania?

Hala magazynowa jest zazwyczaj obiektem o dużej powierzchni, ale stosunkowo lekkiej obudowie. Nie oznacza to jednak, że jej fundamentowanie jest proste. Obciążenia konstrukcyjne są często skupione w miejscach posadowienia słupów, a dodatkowym wyzwaniem pozostaje zachowanie odpowiedniej równości posadzki przemysłowej.

Na fundamenty hali wpływają między innymi:

• obciążenia od słupów konstrukcji głównej,
• obciążenia od dachu i instalacji,
• siły poziome od wiatru,
• obciążenia od suwnic i urządzeń technologicznych,
• obciążenia od regałów wysokiego składowania,
• ruch wózków widłowych i pojazdów ciężarowych,
• obciążenia od antresol, zbiorników i silosów,
• nierównomierne warunki gruntowe na rozległej działce.

Nawet niewielkie różnice w osiadaniu poszczególnych fundamentów mogą powodować problemy z konstrukcją, elewacją, instalacjami lub bramami przemysłowymi. Przy magazynach wysokiego składowania szczególnie istotna jest również dokładność wykonania i późniejsze zachowanie posadzki.

Kiedy grunt pod halą uznaje się za słabonośny?

Określenie „słaby grunt” jest potoczne i nie powinno zastępować szczegółowego rozpoznania geotechnicznego. Podłoże może stwarzać problemy nie tylko z powodu małej nośności, ale również ze względu na dużą ściśliwość, zmienność warstw lub niekorzystne warunki wodne.

Problematyczne mogą być między innymi:

• nasypy niekontrolowane,
• grunty organiczne,
• namuły i torfy,
• luźne piaski,
• miękkoplastyczne grunty spoiste,
• warstwy o dużej ściśliwości,
• grunty o zmiennej miąższości,
• podłoże przekształcone podczas wcześniejszej działalności przemysłowej,
• obszary po dawnych wykopach, zbiornikach lub fundamentach,
• teren z wysokim poziomem wody gruntowej.

Przy rozległej hali warunki mogą znacznie różnić się w obrębie jednej działki. Dlatego pojedynczy otwór badawczy zazwyczaj nie wystarcza do bezpiecznego zaprojektowania fundamentowania.

Na czym polega fundamentowanie hali na palach CFA?

Fundamentowanie hali na palach CFA polega na wykonaniu głębokich elementów żelbetowych, które przechodzą przez słabe warstwy i współpracują z gruntem znajdującym się na większej głębokości.

Pale wykonuje się świdrem ciągłym. Po osiągnięciu projektowanej głębokości beton jest podawany przez przewód znajdujący się wewnątrz świdra. Narzędzie jest następnie stopniowo podnoszone, a otwór wypełniany mieszanką betonową. Do świeżego betonu wprowadza się zbrojenie.

Gotowe pale mogą być połączone z:

• żelbetowymi stopami fundamentowymi,
• oczepami palowymi,
• belkami podwalinowymi,
• płytą fundamentową,
• fundamentami urządzeń,
• lokalnymi pogrubieniami konstrukcji.

Technologia jest jednym z rozwiązań dostępnych w ramach palowania fundamentów.

Kiedy pale CFA pod halę są uzasadnione?

Pale CFA rozważa się przede wszystkim wtedy, gdy fundamenty bezpośrednie mogłyby nadmiernie osiadać lub gdy ich wymiary stałyby się nieekonomiczne.

Technologia może być uzasadniona, gdy:

• warstwa nośna znajduje się na większej głębokości,
• podłoże przypowierzchniowe jest silnie ściśliwe,
• obciążenia od słupów są znaczne,
• dopuszczalne osiadania są niewielkie,
• hala będzie wyposażona w suwnice,
• projekt obejmuje regały wysokiego składowania,
• w gruncie występują nasypy o niepewnych parametrach,
• istnieje ryzyko nierównomiernego osiadania,
• harmonogram wymaga sprawnego wykonania dużej liczby pali,
• plac budowy umożliwia pracę dużej palownicy.

Samo występowanie słabszego gruntu nie przesądza jeszcze o konieczności palowania. W niektórych przypadkach korzystniejsze może być wzmocnienie podłoża, wymiana gruntu lub zastosowanie innej technologii.

Pale CFA pod słupy hali

W halach stalowych największe obciążenia są często przekazywane przez słupy rozmieszczone w regularnej siatce. Każdy słup może być posadowiony na stopie fundamentowej opartej na jednym lub kilku palach.

Liczba pali pod pojedynczym słupem zależy od:

• wartości obciążenia pionowego,
• sił poziomych,
• momentów zginających,
• nośności pojedynczego pala,
• rozstawu pali,
• wymiarów stopy lub oczepu,
• warunków geotechnicznych,
• wymagań dotyczących osiadania.

W jednym miejscu wystarczający może być pojedynczy pal, podczas gdy w innym konieczna będzie grupa kilku elementów. Nie można więc przyjmować stałej liczby pali pod każdy słup bez wykonania obliczeń.

Pale CFA pod halę z suwnicą

Hale wyposażone w suwnice wymagają szczególnie dokładnej analizy fundamentów. Praca urządzenia powoduje nie tylko obciążenia pionowe, lecz także siły poziome, obciążenia dynamiczne oraz zmienne rozkłady sił przekazywanych na słupy.

Nadmierne lub nierównomierne osiadanie fundamentów może prowadzić do problemów z geometrią torów suwnicowych. Z tego powodu projekt powinien uwzględniać:

• klasę pracy suwnicy,
• jej udźwig,
• rozstaw torów,
• obciążenia poziome i dynamiczne,
• dopuszczalne różnice osiadań,
• sztywność fundamentów oraz konstrukcji hali.

W przypadku dużych obciążeń pale CFA pod halę przemysłową mogą zapewnić stabilne oparcie słupów, jednak ich liczba i długość muszą wynikać z projektu.

Pale CFA pod magazyn wysokiego składowania

Magazyny wysokiego składowania mają szczególne wymagania dotyczące posadzki. Regały mogą osiągać znaczną wysokość, a ich prawidłowe funkcjonowanie zależy od zachowania odpowiednich tolerancji geometrycznych.

Nierównomierne osiadanie podłoża może prowadzić do:

• odchylenia regałów od pionu,
• problemów z pracą automatycznych systemów transportowych,
• uszkodzeń posadzki,
• powstawania szczelin i progów,
• utrudnień w ruchu wózków widłowych,
• konieczności kosztownej regulacji wyposażenia.

Należy przy tym rozróżnić fundamentowanie konstrukcji hali od wzmocnienia podłoża pod posadzką. Pale CFA mogą przenosić obciążenia głównych elementów konstrukcyjnych, ale nie zawsze oznacza to, że cała posadzka również powinna zostać oparta na palach.

Czy posadzkę hali również opiera się na palach?

Nie każda posadzka przemysłowa wymaga posadowienia pośredniego. W wielu przypadkach stosuje się posadzkę na gruncie, a podłoże przygotowuje się przez odpowiednie zagęszczenie, wymianę lub wzmocnienie.

Posadzka oparta na palach może być rozważana, gdy:

• słabe warstwy mają dużą miąższość,
• osiadania podłoża byłyby zbyt duże,
• posadzka przenosi bardzo wysokie obciążenia,
• obiekt ma wyjątkowo rygorystyczne tolerancje,
• wymiana gruntu jest technicznie lub ekonomicznie nieuzasadniona,
• projekt przewiduje płytę konstrukcyjną współpracującą z palami.

Alternatywą może być lokalne lub powierzchniowe wzmocnienie podłoża. Jedną z dostępnych metod jest jet grouting.

Ile pali CFA potrzeba pod halę magazynową?

Nie istnieje uniwersalny przelicznik określający liczbę pali na metr kwadratowy hali. Takie uproszczenie mogłoby prowadzić do błędnych wniosków, ponieważ pale rozmieszcza się przede wszystkim zgodnie z układem obciążeń.

Na liczbę pali wpływają:

• siatka słupów,
• obciążenia przekazywane przez poszczególne podpory,
• nośność pojedynczego pala,
• obciążenia od suwnic i antresol,
• występowanie ciężkich urządzeń,
• rodzaj konstrukcji fundamentów,
• wymagania dotyczące osiadania,
• zmienność warunków gruntowych.

Pytanie ile pali CFA pod halę można rozstrzygnąć dopiero po zestawieniu obciążeń z wynikami badań podłoża oraz obliczeniami geotechnicznymi.

Jak dobiera się długość pali CFA pod halę?

Długość pali nie powinna być wybierana wyłącznie na podstawie głębokości występowania jednej warstwy gruntu. Projektant analizuje współpracę całego pala z podłożem.

Znaczenie mają:

• układ warstw geotechnicznych,
• wytrzymałość gruntu wzdłuż pobocznicy,
• parametry warstwy w poziomie podstawy pala,
• poziom wody gruntowej,
• obciążenie projektowe,
• wymagane ograniczenie osiadania,
• średnica pala,
• sposób pracy grupy pali.

Na rozległych działkach długości pali mogą się różnić, jeżeli poziom warstwy nośnej jest zmienny. Dokumentacja geotechniczna powinna umożliwiać rozpoznanie takich różnic przed rozpoczęciem robót.

Jakie badania gruntu są potrzebne przed palowaniem hali?

Zakres badań powinien być dostosowany do wielkości obiektu, kategorii geotechnicznej oraz złożoności warunków gruntowych. W praktyce wykorzystuje się między innymi:

• wiercenia geotechniczne,
• sondowania statyczne CPT lub CPTU,
• sondowania dynamiczne,
• badania laboratoryjne próbek gruntu,
• pomiary poziomu wody gruntowej,
• badania zanieczyszczenia gruntu na terenach poprzemysłowych,
• rozpoznanie istniejących fundamentów i przeszkód.

Przy dużych halach istotna jest odpowiednia liczba punktów badawczych. Zbyt rzadkie rozpoznanie może nie wykazać lokalnych stref słabego podłoża.

Jak przebiega wykonanie pali CFA pod halę?

1. Analiza dokumentacji

Przed mobilizacją sprzętu analizuje się projekt palowania, wyniki badań geotechnicznych, rzędne terenu, układ fundamentów oraz dostępność placu budowy.

2. Przygotowanie platformy roboczej

Palownica wymaga stabilnej, odpowiednio nośnej platformy. Jej wykonanie ma znaczenie dla bezpieczeństwa maszyny, zachowania pionowości pali oraz ciągłości prac.

3. Wytyczenie osi pali

Geodeta wyznacza miejsca wykonania poszczególnych elementów zgodnie z projektem. Należy również sprawdzić przebieg instalacji podziemnych.

4. Wiercenie

Świder ciągły zagłębia się do projektowanej rzędnej. Parametry wiercenia są monitorowane i dostosowywane do rodzaju gruntu.

5. Betonowanie

Beton jest podawany przez wnętrze świdra podczas jego podnoszenia. Kontroluje się ciśnienie, tempo wyciągania narzędzia oraz ilość zużytej mieszanki.

6. Montaż zbrojenia

Do świeżego betonu wprowadza się kosz zbrojeniowy. Jego długość i konstrukcja wynikają z obliczeń.

7. Przygotowanie głowic

Po uzyskaniu odpowiedniej wytrzymałości betonu głowice pali przygotowuje się do połączenia z fundamentami, oczepami lub stopami.

8. Kontrola jakości

W zależności od projektu wykonuje się badania ciągłości, kontrolę parametrów technologicznych oraz próbne obciążenia.

Jak kontroluje się jakość pali CFA pod halą?

Kontrola jakości jest szczególnie ważna przy obiektach o dużej liczbie powtarzalnych pali. Powinna obejmować zarówno nadzór nad procesem wykonania, jak i ocenę gotowych elementów.

Stosuje się między innymi:

• rejestrację głębokości wiercenia,
• kontrolę prędkości podnoszenia świdra,
• kontrolę ciśnienia betonowania,
• porównanie zużycia betonu z wartością projektową,
• badania próbek betonu,
• kontrolę długości i położenia zbrojenia,
• badania ciągłości trzonu,
• statyczne próbne obciążenia,
• kontrolę geodezyjną głowic pali.

Zakres badań powinien zostać określony przed rozpoczęciem robót, aby uwzględnić go w harmonogramie inwestycji.

Pale CFA czy pale CMC pod halę?

W przypadku hal projektant może rozważać zarówno pale CFA, jak i rozwiązania przemieszczeniowe. W technologii CFA grunt jest częściowo wydobywany na powierzchnię, natomiast przy palach przemieszczeniowych większa część gruntu jest rozpychana na boki.

Pale CMC mogą być rozważane wtedy, gdy celem jest ograniczenie ilości urobku i wykorzystanie efektu przemieszczenia gruntu. Ich zastosowanie zależy jednak od warunków geotechnicznych oraz otoczenia inwestycji.

Nie należy wybierać technologii wyłącznie na podstawie nazwy lub ceny za metr. Porównanie powinno obejmować:

• nośność pojedynczego elementu,
• łączną liczbę pali,
• długość elementów,
• ilość urobku,
• czas realizacji,
• wymagania dotyczące platformy,
• wpływ robót na otoczenie,
• koszt całego układu fundamentowego.

Pale CFA czy pale FDP pod halę?

Pale FDP należą do technologii przemieszczeniowych. Podczas ich wykonywania grunt jest w dużej mierze rozpychany, co może zmniejszyć ilość urobku i poprawić parametry podłoża wokół pala.

Pale CFA mogą natomiast lepiej odpowiadać warunkom, w których istotna jest wysoka wydajność wiercenia świdrem ciągłym. Dobór zależy od rodzaju gruntu, dopuszczalnych oddziaływań, dostępnego sprzętu oraz projektu.

Pale CFA czy pale wiercone pod halę?

Pale wiercone to szersza grupa technologii, do której zaliczają się różne metody wykonania otworu i betonowania.

Klasyczne pale wiercone mogą umożliwiać wykonanie większych średnic lub pracę w warunkach wymagających rur osłonowych. Pale CFA wyróżniają się natomiast wysokim tempem realizacji i ciągłym świdrem, co jest korzystne przy dużej liczbie podobnych elementów.

Pale CFA czy wymiana gruntu pod halą?

Wymiana gruntu może być ekonomiczna wtedy, gdy słaba warstwa znajduje się płytko i ma niewielką miąższość. Jeżeli jednak grunty słabonośne zalegają na większej głębokości, wykonanie rozległego wykopu może być nieopłacalne lub technicznie trudne.

Przy wyborze należy porównać:

• głębokość słabych warstw,
• ilość gruntu do usunięcia,
• koszt transportu i zagospodarowania urobku,
• możliwość odwodnienia wykopu,
• dostępność materiału do wymiany,
• czas realizacji,
• ryzyko nierównomiernego zagęszczenia,
• koszt fundamentów pośrednich.

Czy pale CFA eliminują wszystkie problemy z osiadaniem hali?

Pale ograniczają osiadanie fundamentów konstrukcji, ale nie rozwiązują automatycznie każdego problemu związanego z podłożem. Jeżeli posadzka hali pozostaje posadowiona bezpośrednio na gruncie, może osiadać inaczej niż fundamenty słupów.

Projekt powinien więc analizować osobno:

• osiadanie fundamentów słupów,
• osiadanie posadzki,
• strefy przy dokach przeładunkowych,
• fundamenty maszyn,
• zewnętrzne place manewrowe,
• przejścia instalacyjne,
• połączenia posadzki z konstrukcją.

W niektórych przypadkach konieczne jest połączenie palowania z powierzchniowym wzmocnieniem podłoża.

Jak przygotować plac budowy pod palowanie hali?

Dobra organizacja placu budowy ma bezpośredni wpływ na wydajność robót CFA. Przed rozpoczęciem prac należy zapewnić:

• stabilną platformę roboczą,
• dojazd dla palownicy,
• dojazd dla betonowozów,
• miejsce na zbrojenie,
• miejsce na czasowe składowanie urobku,
• bezpieczne trasy transportowe,
• aktualną inwentaryzację sieci podziemnych,
• wytyczenie osi pali,
• koordynację dostaw betonu,
• harmonogram badań kontrolnych.

Brak odpowiedniego przygotowania może prowadzić do przestojów, utrudnień w betonowaniu oraz spadku wydajności całego procesu.

Od czego zależy cena pali CFA pod halę?

Cena pali CFA pod halę zależy od całego projektu, a nie wyłącznie od stawki za metr bieżący.

Na koszt wpływają przede wszystkim:

• liczba pali,
• średnica i długość elementów,
• warunki gruntowe,
• rodzaj i długość zbrojenia,
• zużycie betonu,
• mobilizacja sprzętu,
• przygotowanie platformy roboczej,
• odległość między palami,
• ilość i sposób zagospodarowania urobku,
• zakres badań kontrolnych,
• organizacja dostaw betonu,
• lokalizacja inwestycji.

Przy dużej liczbie pali koszt mobilizacji rozkłada się na większy zakres robót. Przy niewielkim obiekcie może natomiast stanowić istotną część całkowitej ceny.

Jakie dokumenty są potrzebne do przygotowania wyceny?

Do wstępnej analizy i wyceny warto przekazać:

• dokumentację badań podłoża gruntowego,
• rzut fundamentów,
• zestawienie obciążeń od słupów,
• projekt palowania, jeżeli został już przygotowany,
• przekroje geotechniczne,
• informację o rzędnej platformy roboczej,
• plan zagospodarowania terenu,
• informację o dojeździe dla sprzętu ciężkiego,
• planowany harmonogram robót,
• wymagany zakres badań pali.

Im dokładniejsza dokumentacja, tym bardziej rzetelne może być porównanie dostępnych wariantów.

Najczęściej zadawane pytania

Czy pale CFA nadają się pod każdą halę?

Nie. Technologia musi być dopasowana do warunków gruntowych, obciążeń i organizacji placu budowy. W niektórych inwestycjach korzystniejsze mogą być pale przemieszczeniowe, klasyczne pale wiercone lub wzmocnienie podłoża.

Czy pale CFA można wykonać przy wysokim poziomie wody gruntowej?

Technologia może być stosowana w warunkach występowania wody gruntowej, ponieważ beton jest podawany przez wnętrze świdra podczas jego wyciągania. Warunki wodne muszą jednak zostać uwzględnione w projekcie i parametrach wykonania.

Czy pod każdy słup hali potrzebny jest osobny pal?

Nie zawsze. Pod jednym słupem może znajdować się jeden pal, grupa pali albo fundament oparty na wzmocnionym podłożu. Rozwiązanie wynika z obciążeń i projektu.

Czy pale CFA stosuje się również pod lekkie hale?

Tak, jeżeli podłoże jest na tyle słabe lub ściśliwe, że fundamenty bezpośrednie nie spełniłyby wymagań. Masa konstrukcji nie jest jedynym kryterium wyboru.

Czy pale CFA powodują drgania?

Są wykonywane metodą wiercenia, dlatego oddziaływania dynamiczne są ograniczone w porównaniu z technologiami wbijanymi. Nadal występują jednak hałas, ruch ciężkiego sprzętu i lokalne oddziaływania procesu wiercenia.

Jak długo trwa palowanie pod halę magazynową?

Czas zależy od liczby pali, ich długości, średnicy, warunków gruntowych, organizacji dostaw betonu oraz przygotowania placu budowy. Dokładny harmonogram można opracować po analizie projektu.

Czy pale CFA mogą być wykonywane zimą?

Jest to możliwe, pod warunkiem zapewnienia odpowiednich warunków technologicznych dla sprzętu, mieszanki betonowej, platformy roboczej i organizacji placu budowy.

Pale CFA pod halę magazynową – podsumowanie

Pale CFA pod halę magazynową są stosowane wtedy, gdy słabe lub ściśliwe warstwy podłoża nie pozwalają na bezpieczne zastosowanie tradycyjnych fundamentów bezpośrednich. Technologia umożliwia przekazanie obciążeń słupów, ścian i urządzeń na głębsze warstwy gruntu.

Rozwiązanie szczególnie dobrze sprawdza się przy dużych halach przemysłowych i logistycznych, gdzie wymagana jest wysoka wydajność wykonania oraz powtarzalność elementów. Dobór liczby, średnicy i długości pali powinien jednak zawsze wynikać z dokumentacji geotechnicznej i obliczeń projektowych.

Informacje dotyczące realizacji technologii znajdują się na stronie wykonanie pali CFA.

Inne rozwiązania fundamentowe można porównać w działach pale fundamentowe, pale przemieszczeniowe oraz geoinżynieria.

Przykłady doświadczenia wykonawczego można sprawdzić na stronie referencje i realizacje.

Aby przesłać dokumentację geotechniczną, projekt fundamentów lub zapytanie dotyczące palowania hali, przejdź do strony kontakt z Interinject.