Kotwy gruntowe - jak je zastosować?

Kotew (zwana również kotwą, łącznikiem, ankrem, ankrą, kołkiem) jest elementem konstrukcyjnym. Stosowana jest do kotwienia, czyli mocowania do jednolitego, spójnego podłoża. Kotwy gruntowe przede wszystkim zabezpieczają ściany, jak również je stabilizują, zakotwiczają, usztywniają a nawet podpierają. Jednak to nie wszystkie możliwości. Wzmacnianie budynków poprzez używanie kotew gruntowych nie ingeruje w ich konstrukcję. Do czego służą kotwy gruntowe? Dowiedz się jakie są ich zastosowania, oraz podstawowe funkcje.

Chcesz obliczyć, ile kosztuje budowa domu? Skorzystaj z naszego darmowego kalkulatora, a później znajdź sprawdzoną firmę budowlaną, która wykona dla Ciebie wszystkie  prace klikając w ten formularz.

Ocena: 5,0/5 (głosów 1)

Kotwy gruntowe - fotografia pochodzi ze strony atm-tech.pl

Czym są kotwy gruntowe?

Kotwa gruntowa jest nośną konstrukcją zbudowaną z głowicy, swobodnego odcinka cięgna (długości wolnej) i buławy kotwy. Zespala się z gruntem przez tak zwaną iniekcję (zastrzyk). Gruntowa kotwa jako konstrukcja nośna przenosi siły rozciągające na grunt do którego jest zakotwiczona.

Podstawowego podziału kotew dokonujemy ze względu na ich funkcje uwzględniające ośrodek gruntowy w którym są zastosowane – wyróżniamy kotwy gruntowe i kotwy skalne. Biorąc pod uwagę średni czas użytkowania kotew –  dzielimy je na kotwy stałe i kotwy tymczasowe. W tym przypadku takie kotwy mają różne wymagania dotyczące ich trwałości i ochrony przed korozją.

Pod względem użytego materiału do cięgna, wyróżniamy kotwy linowe (splotowe) i kotwy prętowe. Istnieją również gwoździe gruntowe (kotwy bierne), które są prętami stalowymi wprowadzonymi w podłoże. Nie posiadają swobodnej długości cięgna a więc się nie sprężają. Gwoździe mają szerokie zastosowanie. Stosuje się je do poprawy stabilizacji zboczy, a także podtrzymania skarp nasypu lub wykopu. Poprzez ich stosowanie zapewnia się stateczność osuwisk, jak również wzmacnia fundamenty. Gruntowe gwoździe wzmacniają wszelkie konstrukcje oporowe poprzez kotwienie różnego typu ścian.

Kotwy gruntowe zespala się z gruntem poprzez iniekcję (zastrzyk) pojedynczą lub wielokrotną. Co do zasady kotwy mają pojedynczą buławę, ale przy ciężkich warunkach gruntowych lub przy dużych obciążeniach używa się specjalnie zaprojektowanych kotew wielobuławowych.

Technologię wykonania kotwy gruntowej zaczynamy od przygotowania otworu w podłożu o wymaganych wymiarach (głębokości oraz średnicy do kilkunastu centymetrów). Wypełniamy cały otwór zaczynem z cementu by następnie osadzić w nim cięgna kotwy. Po odpowiednim czasie (kilka do kilkunastu godzin) można uformować buławę kotwy za pomocą iniekcji.

Czynnościami kończącymi wykonanie kotwy są sprężenie i wykonanie badań odbiorczych, które mają na celu ograniczenie wszelkich przemieszczeń lub odkształceń zabezpieczanej konstrukcji. Każda wykonana kotwa gruntowa powinna mieć metrykę z informacją o technologii, rodzaju użytych cięgien, warunków gruntowych, wymiarów, pochylenia, i wyników wykonanych badań odbiorczych. Gwarancją właściwego wykonania kotwy i potwierdzeniem jej prawidłowej pracy w określonym czasie eksploatacji są badania odbiorcze. Potwierdzają, że kotew przenosi naciąg próbny, swobodna długość cięgna jest właściwa w wyznaczonych granicach, a prędkość pełzania pod naciągiem jest ustabilizowana. Dzięki badaniom odbiorczym podczas których każda wykonana kotwa jest badana, technika kotwienia jest bezpieczna.

Kotwy gruntowe maja zastosowanie w konstrukcjach obudowy głębokich wykopów (kubaturowych), stabilizacji skarp, nasypów i zboczy (drogowych), hydrotechnicznych (nabrzeża portowe) oraz stabilizują wszelkie słupy i maszty komunikacyjne.

Ceny kotew do gruntu wahają się w zależności od przeznaczenia i producenta. Przykładowo za zestaw trzech kotew zapłacimy średnio około 1100 zł brutto. Nie jest to jednak informacja do końca miarodajna, gdyż wiele firm wykonuje kotwy na zamówienie i w zgodzie z oczekiwaniami inwestora.

Wśród producentów kotew do gruntu można wskazać firmę Titan Polska. Produkują też innego rodzaju kotwy oraz mikropale do zabezpieczenia gruntu.

Kotwy linowe jako alternatywa dla kotew gruntowych

Kotwy linowe (cięgnowe) stanowią alternatywę  dla standardowych kotew gruntowych. Zapewniają duże nośności przy montażu w specyficznych warunkach przestrzennych (np. ograniczonych), charakteryzują się tym, że nie wymagają zastosowania łączników i mogą mieć dowolna długość.

Kotwy linowe mogą być stałe i tymczasowe. Stałe, zabezpieczone podwójną warstwą ochrony przed korozją, mogą być używane powyżej dwóch lat, tymczasowe do dwóch lat. Kotwy linowe mają od 1 do 22 splotów o średnicach φ min. 15,3 mm, max. 15,7 mm wykonanych z odpowiednich gatunków stali.

Technologia wykonania kotwy linowej odbywa się systemem dwu przewodowym w rurach osłonowych na sprężone powietrze lub z wykorzystaniem płuczki. Następnie we wnętrzu rury wierci się otwór (o średnicy 133 mm lub 152 mm) który wypełniamy wlewką cementową i montujemy cięgno kotwy (liny stalowe) z dystanserami (otulina zewnętrznej warstwy iniektu) i rurkami iniekcyjnymi. Po określonym czasie (do 12 godzin) dzięki rurkom iniekcyjnym formuje się buławę kotwy. Kolejnym krokiem jest wykonanie badania odbiorczego.

Stalowe sploty są elementem nośnym kotew linowych. Otacza je zaczyn cementowy (wykonany w warunkach fabrycznych), osłonięty z HDPE karbowanego, czapka ochronna z PE wypełnioną smarem, czapka zewnętrzna wykonana ze stali szlachetnej oraz dystansery. Ważnym elementem kotwy pod względem pracy jest jej strefa swobodna, w której są umieszczone sploty w gładkim płaszczu z PE wypełnionym smarem antykorozyjnym.

Kotwy linowe wklejane mogą stanowić zarówno samodzielną jak i wzmacniającą obudowę kotwiową o przeznaczeniu kotwienia wysokiego podziemnych wyrobisk i chodników a także wzmacniających strop wyrobiska na wysokości od 3 do 10 m w górnictwie.

Kotwy prętowe - idealne do transportu

Kotwy prętowe podobnie jak linowe mogą być stałe lub tymczasowe. Technologia wykonania kotwy też jest podobna i odbywa się poprzez system dwu przewodowy w osłonowych rurach na sprężone powietrze lub z wykorzystaniem płuczki. Różnica tkwi w cięgnie kotwy – tutaj jest to pręt stalowy.

Kotwy prętowe pomagają przy transporcie elementów ścian o różnej grubości a także elementów o dużej objętości. Do ich produkcji używa się prętów żebrowanych ze stali Bst 500 S, a do gniazd gwintowanych – specjalnego gatunku stali. Nośność kotwy prętowej oraz jej system gwintów są zgodne z obowiązującymi normami. Tego typu kotwy prętowe są łatwe w obsłudze - gwintowe zakotwienie ułatwia sprężanie i zwalnianie kotwy. Są również łatwe w transporcie

Kotwy tymczasowe o ograniczonym czasie działania

Kotwa gruntowa tymczasowa składa się z buławy, cięgna o długości wolnej i zakotwienia. Przenosi znaczne siły rozciągające na nośne warstwy podłoża. Okres użytkowania nie powinien przekraczać dwóch lat.  Wykorzystuje się je głównie podczas budowy obiektów. Służą do podpierania tymczasowych, rożnego typu ścian oporowych takich jak grodzie stalowe, ściany szczelinowe i berlińskie (obudowy głębokich wykopów). Stanowią podparcie technologiczne dla różnych typów trwałych zabezpieczeń wykopów i elementów konstrukcji. Kotwy tymczasowe przenoszą siły wyporu występujące podczas budowy obiektu ( tymczasowe kotwienie płyty dennej, kotwienie odciągów i stanowisk do próbnych obciążeń pali).

Wykonanie kotew do gruntu tymczasowych to wiercenie zewnętrzne typowe dla takich elementów geotechnicznych. Odbywa się to przy użyciu wiertła ślimakowego w rurach osłonowych z przedmuchem powietrza, lub z wykorzystaniem płuczki określonej w projekcie (wodnej lub cementowej). Otwór wypełniamy wlewką cementową i montujemy cięgno (wiązka lin lub pręt z elementami dystansowymi, rurkami iniekcyjnymi i separatorem). Buławę kotwy formuje się zaczynem tłoczonym pod wysokim ciśnieniem przez podciągniętą rurę osłonową (iniekcja pojedyncza). Po upływie 12 godzin powtarza się iniekcję kotwy (podwójnie lub wielokrotnie). Charakter pracy kotwy to przenoszenie sił rozciągających i związane z nim ryzyko awarii, a więc przed oddaniem do użytkowania każda kotwa gruntowa tymczasowa jest badana w ramach wykonanych badań odbiorczych pod obciążeniem równym co najmniej obciążeniu obliczeniowemu.

Kotwy cięgnowe tymczasowe zgodne z ustalonymi normami, charakteryzują się tym, że każde cięgno, na długości swobodnej, chronione jest pojedynczą rurą PE. Właściwe parametry kotwienia cięgien to wprowadzenie elementów dystansowych wewnętrznych na odcinku kotwiącym. Masa uszczelniająca ( zapobiega wyciekowi zaczynu cementowego do długości wolnej) zabezpiecza odcinek miedzy kotwią a długością wolną.

Kotwy tymczasowe o wydłużonym okresie użytkowania muszą posiadać odpowiednią ochronę antykorozyjną zgodną z obowiązującą normą. Takie kotwy mogą być stosowane do 7 lat czyli do tak zwanego wydłużonego tymczasowego użytku.

Kotwy gruntowe są funkcjonalne i przyjazne dla środowiska. Za ich zastosowaniem przemawiają: szybka instalacja, natychmiastowe działanie i minimalna ingerencja mechaniczna w strukturę konstrukcji. Niestety nie można ich zawsze i wszędzie stosować. Wyrwanie kotwy prowadzi zwykle do awarii i zniszczenia kotwionej konstrukcji więc stają się elementami “wysokiego ryzyka”, podobnie jak na przykład mikropale. Wymagają ostrożnego projektowania oraz badań nośności i pełzania dla każdej kotwy. Ceny usług związane z osadzaniem kotew gruntowych i gwoździ gruntowych są dość ujednolicone na rynku. Należy uważać na okazje cenowe. W celu przeprowadzenia kotwienia niezbędny jest ostrożny dobór specjalistycznej firmy. Doświadczenie wykonawców jest tutaj sprawą o kapitalnym znaczeniu.

, aktualizacja 13 maja 2016
Zaloguj się aby dodać komentarz

Zaloguj


Jeżeli jeszcze nie masz konta, zarejestruj się bezpłatnie.
Ta strona korzysta z plików cookies.

Więcej informacji znajdziesz w polityce cookies.


Zamknij