Metody wiercenia w specjalistycznej inżynierii fundamentów
Podczas budowy mostów, tuneli, drapaczy chmur i innych konstrukcji sięgających głęboko w grunt, metody wiercenia odgrywają ważną rolę. Istnieje wiele metod konstruowania pali jako stabilnych i bezpiecznych elementów fundamentowych dla konstrukcji. Najpopularniejsze metody wiercenia obejmują wiercenie Kelly, wiercenie świdrem ciągłym z rurą osłonową lub bez oraz wiercenie pali z pełnym przemieszczeniem.
Wiercenie Kelly
Wiercenie Kelly obejmuje klasyczny system palowy, który może być również wykorzystywany do budowy głębokich fundamentów. Moment obrotowy i siła nacisku są przenoszone na narzędzie za pomocą teleskopowego drążka Kelly. Zaczyn lub rura osłonowa służą do podparcia ściany otworu wiertniczego. Rury osłonowe są montowane za pomocą napędu obrotowego, przemiennika momentu obrotowego (BTM) lub dołączonego oscylatora obudowy. Metoda wiercenia Kelly może być stosowana we wszystkich rodzajach gleby (w tym w skałach). W zależności od składu podłoża stosuje się różne narzędzia wiertnicze. Średnice dla tej metody wahają się od 600 mm do 3000 mm, a maksymalna głębokość wiercenia wynosi 125 m.
Wiercenie świdrem ciągłym ślimakowym (CFA)
Wiercenie świdrem ciągłym ślimakowym jest najpopularniejszą metodą wiercenia jednoprzebiegowego. Można to wykonać za pomocą wiertnic BG, sprzętu do wbijania pali RTG i żurawi MC wraz z odpowiednim osprzętem. Ściana otworu jest stabilizowana przez glebę, która jest spulchniana i transportowana przez spirale świdra. Aktywna jednostka tłumiąca umożliwia penetrację twardych warstw gleby i gniazd skalnych do 20 MPa. Betonowanie pali odbywa się za pomocą pompy przez wydrążony trzon świdra. Systemy wspomagania B-Tronic kontrolują proces wydobycia i betonowania. Dzięki metodzie ciągłego wiercenia ślimakowego możliwe są średnice od 600 mm do 1200 mm, a maksymalna głębokość wiercenia wynosi 50 m.
Wiercenie świdrem ciągłym ślimakowym z rurą osłonową (CCFA)
Wiercenie świdrem ciągłym ślimakowym z rurą osłonową jest stosowane głównie do budowy ścian palowanych skośnie. W porównaniu do konwencjonalnych systemów z całkowicie osłoniętymi palami przy użyciu metody wiercenia Kelly lub standardowego wiercenia świdrem ciągłym ślimakowym system CFA z rurą osłonową oferuje szereg korzyści pod względem kosztów i nakładów czasowych:
- Krótszy czas instalacji
- Wysoka precyzja w pionie
- Ochrona pala przed oddziaływaniem otaczającej gleby (na przykład z powodu wód gruntowych)
- Równomierna wydajność wiercenia i betonowania dzięki zastosowaniu systemów wspomagających
- Czysty teren dzięki wykopom w suchej glebie
- Łatwa modernizacja platformy wiertniczej
- Możliwa penetracja twardych warstw gleby
- Niskie zanieczyszczenie hałasem w porównaniu do pali obudowanych przy użyciu metody wiercenia Kelly
Wiercenie za pomocą świdrów przemieszczeniowych (FDP)
Pale przemieszczeniowe to pale betonowe in-situ, w przypadku których głowica wiertła przemieszczeniowego jest obracana w glebie i dociskana za pomocą wiertnicy. Warunkiem wstępnym dla tej metody jest nowoczesna wiertnica o wysokim momencie obrotowym, dużej sile docisku i sile wciągania, a także wysoki, odporny na skręcanie maszt wiertniczy. Zalety wiercenia pali z pełnym przemieszczeniem obejmują:
- minimalizację ilości wykopanego materiału,
- proces budowy bez wibracji,
- zmniejszone zużycie nadmiaru betonu,
- wysoką nośność.