WALCOWNIE BRUZDOWE BATORY Sp. z o.o. Szanowni Państwo!

Transkrypt

1 Szanowni Państwo! Program produkcji Walcowni Bruzdowych BATORY Sp. z o.o. obejmuje wyroby prętowe ze stali konstrukcyjnych, stopowych w tym narzędziowych i szybkotnących. Posiadamy licencję na wytwarzanie specjalnych drążonych prętów z otworem, przeznaczonych na narzędzia i przewody wiertnicze. Własne know-how na takie wyroby, wyspecjalizowana kadra techniczna oraz 50 lat doświadczeń są gwarancją jakości naszych wyrobów. Jesteśmy również producentem żerdzi wiertniczych dla górnictwa miedziowego i węglowego, służących do wierceń otworów kotwowych i strzałowych. Walcownie Bruzdowe BATORY Sp. z o.o. wychodząc naprzeciw przewidywanym potrzebom rynku, wprowadziły do programu produkcji prętowe żerdzie do kotew gruntowych iniekcyjnych wraz z akcesoriami takimi jak: nakrętki, łączniki, koronki krzyżowe, stabilizatory, płyty oporowe, co stanowi część systemu kotwienia. Niniejszy Przewodnik powinien przybliżyć istotę wykorzystania kotew iniekcyjnych BATORY, gwoździ gruntowych oraz mikropali jak również zapoznać się czytającemu z naszą aktualną ofertą produkcji. Prezes Zarządu biuro@wbb.net.pl 1

2 Spis treści strona 1. Wprowadzenie 3 2. Cięgna i akcesoria kotew BATORY charakterystyka 3 3. Ochrona antykorozyjna 7 4. Prezentacja wykonanych prac z zastosowaniem kotew BATORY 8 5. Bibliografia biuro@wbb.net.pl

3 1. WPROWADZENIE Kotwy gruntowe iniekcyjne, gwoździe gruntowe i mikropale to stalowe i pomocnicze elementy takich konstrukcji jak np. ścianki szczelne, palisady, fundamenty o wyglądzie samo wiercących długich żerdzi, które w trakcie wiercenia otworu w gruncie, zostają obudowane gruntobetonem powstałym z mieszaniny urobionego gruntu i zaczynu cementowego wtłaczanego pod ciśnieniem przez wewnętrzny otwór w żerdzi / cięgnie. Tym sposobem stabilizuje się osuwiska gruntu, umacnia tunele, autostrady, wiadukty, mosty, głębokie wykopy na budowach, wzmacnia fundamenty różnych budowli, nabrzeża portowe itp. W pracach geotechnicznych, budowlanych i wiertniczych jest to technologia powszechnie stosowana od kilkunastu lat. Walcownie Bruzdowe BATORY są drugim w kraju producentem żerdzi do kotew iniekcyjnych. Posiadamy unikatową technologię produkcji prętów z otworem, z których wytwarzane są m.in. cięgna kotwy. Wymienione wyroby wraz z pozostałymi akcesoriami kotwy stanowią część systemu kotwienia, nazwanym umownie przez wytwórcę systemem BATORY. Zastosowanie kotew BATORY umożliwia rozwiązanie wielu problemów związanych z zabezpieczaniem, utrzymaniem i stabilnością gruntu w pracach geotechnicznych i budowlanych. Szczególnie zalecane są w przypadku trudnych warunków wiertniczych, posadowienia oraz konieczności przewiercania nasypów, starych fundamentów, spękanych i zwietrzałych masywów skalnych. Bezpośrednimi odbiorcami naszych produktów są firmy inżynieryjno-budowlane zajmujące się w szerokim zakresie modyfikacją warunków gruntowych oraz obudową ścian głębokich wykopów. 2. CIĘGNA I AKCESORIA KOTEW BATORY - CHARAKTERYSTYKA Podstawowe parametry geometryczne i wytrzymałościowe cięgien iniekcyjnych kotew gruntowych BATORY przedstawiono w tablicy 1, natomiast akcesoria kotwy przedstawiono w tablicy 2. Tablica 1. Żerdzie kotew iniekcyjnych prętowych BATORY APROBATA TECHNICZNA IBDIM Nr AT / Lp. ŻERDZIE INIEKCYJNE PRĘTOWE R 32 R 35 B 41 B 47 B 52 1 Średnica nominalna mm 31,4 35,5 40,8 46,9 52,5 2 Średnica otworu żerdzi mm 9, , ,5 3 Pole przekroju poprzecznego mm² Obciążenie uplastyczniające 1) kn Obciążenie zrywające kn Typowa nośność obliczeniowa 2) kn Granica wytrzymałości Rm N/mm² Masa 1 mb kg/m 4,8 6,3 7,7 10,5 13,8 9 Oznaczenie gwintu - R 32 x 12,7 R 35 x 12,4 Tr 41 x 12,4 Tr 47 x 12,4 Tr 52 x 12,4 10 Kierunek gwintu - lewy lewy lewy lewy lewy 11 Długość odcinka m Gatunek stali S 355 / E 360 S 460 B - gwint trapezowy, R gwint okrągły, liczba średnica żerdzi biuro@wbb.net.pl 3

4 Tablica 2. Żerdzie kotew iniekcyjnych rurowych BATORY Lp. ŻERDZIE RUROWE R 32N R 38S B 51S B 67S 1 Średnica nominalna mm 31,4 38,2 50,7 66,6 2 Średnica otworu żerdzi mm 15,6 22,0 23,3 45,0 3 Pole przekroju poprzecznego mm² Obciążenie uplastyczniające 1) kn Obciążenie zrywające kn Typowa nośność obliczeniowa 2) kn Granica wytrzymałości Rm N/mm² Masa 1 mb kg/m 3,6 5,2 10,9 12,7 9 Oznaczenie gwintu - R 32 x 12,7 R 38 x 12,7 Tr 51 x 12,4 Tr 67 x 12,4 10 Kierunek gwintu - lewy lewy lewy lewy 11 Długość odcinka m Gatunek stali S 355 / E 360 TS 590 HB 590 QT B - gwint trapezowy, R gwint okrągły, liczba średnica żerdzi, S rura, N rura (obniżone własności mechaniczne) Tablica 3. Żerdzie pełne - ściągi prętowe BATORY Lp. ŻERDZIE PEŁNE ŚCIĄGI PRĘTOWE R 32P R 35P B 41P B 47P 1 Średnica nominalna mm 31,4 35,5 40,8 46,9 2 Średnica otworu żerdzi mm Pole przekroju poprzecznego mm² Obciążenie uplastyczniające 1) kn Obciążenie zrywające kn Typowa nośność obliczeniowa 2) kn Granica wytrzymałości Rm N/mm² Masa 1 mb kg/m 5,5 7,0 8,4 11,2 9 Oznaczenie gwintu - R 32 x 12,7 R 35 x 12,7 Tr 41 x 12,4 Tr 47 x12,4 10 Kierunek gwintu - lewy lewy lewy lewy 11 Długość odcinka m Gatunek stali S 355 / E 360 S 460 / E 360 B - gwint trapezowy, R gwint okrągły, liczba średnica żerdzi, P pełny pręt Cechy wyróżniające kotwy BATORY : a. Cięgna kotwy BATORY wytwarzane są z walcowanych prętów z otworem ze stali szlachetnej i drobnoziarnistej w gatunku S460NH wg PN EN o wysokich własnościach mechanicznych i technologicznych. Wytwarzanie prętów z otworem na licencji wg technologii specjalnej. b. Kotwy cechuje wysokie bezpieczeństwo użytkowe. Cięgna posiadają wytrzymały gwint trapezowy, o wysokiej nośności (odpowiednia wielkość zazębienia gwintu cięgna z gwintem łącznika i nakrętki), co gwarantuje najwyższą wytrzymałość złącza (nie jest możliwe wyrwanie cięgna kotwy z łącznika lub nakrętki przed zerwaniem cięgna podczas próby rozciągania złącza) biuro@wbb.net.pl

5 Tablica 4. Elementy do prętowych i rurowych kotew BATORY - wymiary Łącznik Nakrętki Płyta oporowa Koronki Typ elementu Oznaczenie elementu D L kg/szt. SW H kg/szt. T W kg/szt. D kg/szt. Elementy do prętowych kotew BATORY R ,0 0,9 12 3,6 76 0,9 R ,4 50 kulista 60 0,8 15 4,6 90 1,2 R ,3 0, ,6 7, ,8 B , , ,3 25 7,4 B 41K 50 kulista 60 0, ,4 B , , x220 7,6 9, ,2 3,5 4,4 B , , x x250 9,1 16,8 19, ,9 3,2 4,1 Elementy do rurowych kotew BATORY R 32 42, ,0 0, kulista 60 R ,3 0, ,6 76 0,9 4,6 7, ,2 1.8 B51 64, , , x x250 9,1 16,8 19, ,9 3,2 4,1 B 67 80, , , x250 20, ,5 4,1 4,4 c. Cięgna kotwy BATORY z gwintem trapezowym o wysokości zwoju h = 2,5 przy skoku 12,4 mm charakteryzuje wysoka przyczepność do betonu. Względna powierzchnia żeber cięgna f R, obliczana wg PN-H/93220:2006 wynosi: f R > 0,16 i zapewnia szczelność gruntobetonu tj. kamienia cementowego wokół kotwy co gwarantuje rozwartość rys poniżej 0,1. Rys. 1. Zarys gwintu trapezowego cięgna kotwy gruntowej iniekcyjnej BATORY biuro@wbb.net.pl 5

6 d. Cięgna prętowe BATORY o porównywalnych nośnościach do innych cięgien rurowych posiadają: - mniejszą średnicę, co zwiększa grubość otuliny cementowej kotwy, - zwiększoną trwałość, a w efekcie powolną utratę nośności z uwagi na spowolniony ubytek korozyjny pola przekroju cięgna, który jest spowodowany mniejszą powierzchnią styku z gruntem. e. Zaletą kotew BATORY są również łączniki i wiertnicze koronki krzyżowe. Łączniki posiadają tzw. stoper (kołnierz w otworze łącznika, w połowie długości), który zapewnia bezpieczeństwo kotwienia z powodu gwarancji jednakowej długości czynnej złącza: cięgno łącznik cięgno. Łącznik BATORY jest wyposażony w dwie uszczelki, gwarantujące szczelność złącza, co skutkuje podczas wiercenia utrzymaniem odpowiedniego ciśnienia podawanego zaczynu cementowego celem dokładnego i równomiernego wypełnienia gruntobetonem odwierconego otworu, ponieważ utworzenie tzw. buławy na końcowym odcinku kotwy jest warunkiem, że kotwa pewnie trzyma się gruntu i spełnia swoje zadanie. Koronki krzyżowe BATORY są wyposażone w wymienne ostrza ze stali hartowanej i odpuszczanej. Zastosowanie w koronkach ostrzy ulepszanych pozwala utrzymać tempo robót wiertniczych w twardych gruntach. Wymagania i ogólne warunki dotyczące iniekcyjnych kotew, gwoździ gruntowych i mikropali są znormolizowane. W miarę rozwoju technologii kotwienia będą na pewno jeszcze korygowane i uszczegółowione. W niniejszym przewodniku pragniemy zwrócić uwagę zainteresowanym na jeden z wielu aspektów bezpieczeństwa kotwy w stanie naprężonym, a ściślej gwarancji wytrzymałości złącza cięgno - nakrętka. Nasze spostrzeżenia i propozycje przedstawione poniżej, pomimo że niczego nie przesądzają ostatecznie, mogą być pomocne również dla użytkownika. Jak wiadomo, rurowe cięgno kotwy w stanie naprężonym na długości styku z nakrętką (złącze gwintowe) jest poddane równomiernie rozłożonemu i wymuszonemu ściskaniu radialnemu i obwodowemu. Ściskanie rury cięgna jest wymuszone oddziaływaniem z gwintem nakrętki, czyli składową siły rozciągającej na zarysie zwoju gwintu. Zrozumiałym zatem jest, że wielkość radialnego i obwodowego naprężenia ściskającego zależy od siły naprężającej, od sztywności rury tj. stosunku grubości ścianki do średniego promienia rury, długości złącza i rodzaju gwintu, a ściślej od wielkości kąta wierzchołkowego zarysu gwintu. Z rozkładu sił wynika, że dla większego kąta siły ściskające są większe - aż do możliwej utraty stateczności (zagniecenia do wewnątrz) płaszcza rury cięgna - co w krańcowym przypadku powoduje wyrwanie cięgna naprężonej kotwy z nakrętki. Stosowane na cięgnach prętowych BATORY gwinty trapezowe posiadają kąt wierzchołkowy 90 º, natomiast gwinty faliste typu R stosowane przy nośnościach poniżej 300 kn posiadają kąt wierzchołkowy ok Z rozkładu sił i naprężeń w złączu, przy identycznej średnicy i nośności wynika, że cięgna z gwintem falistym typu R na długości złącza przenoszą naprężenia ściskające ok. 2,3 razy większe niż przy gwincie trapezowym 90 co zwiększa prawdopodobieństwo wyrwania cięgna z gwintem falistym z nakrętki. Ewentualne konsekwencje wyrwania cięgna kotwy z nakrętki, a następnie na zasadzie domina z kolejnych kotew konstrukcji np. palisady są oczywiste. W związku z powyższym, dla orientacyjnej oceny przez użytkownika, bezpieczeństwa konkretnego złącza cięgna z nakrętką dla kotew o dowolnej nośności i dowolnego producenta, można zaproponować współczynniki porównawcze jak niżej: W S = g / r śr - współczynnik sztywności rury cięgna, określany jako iloraz grubości ścianki rury do średniego promienia rury. Im współczynnik większy tym sztywniejsze tj. bardziej odporne na odkształcenia plastyczne cięgno w złączu z nakrętką w stanie naprężonym kotwy. Cięgna prętowe BATORY charakteryzują się współczynnikiem powyżej 1.0, natomiast cięgna rurowe innych biuro@wbb.net.pl

7 producentów kotew posiadają współczynniki od 0,3-0,7. W L = W S L n - współczynnik długości złącza cięgna z nakrętką, określany jako iloczyn długości nakrętki i współczynnika sztywności rury cięgna. Czym ten współczynnik W L jest większy tym bardziej bezpieczne jest złącze z powodu mniejszych sił ściskających cięgno w złączu z nakrętką w stanie naprężonym kotwy. Cięgna BATORY charakteryzują się współczynnikiem od ; natomiast cięgna rurowe posiadają współczynnik od W upl = P upl / W L - współczynnik naprężeń uplastyczniających cięgno w złączu z nakrętką, określany jako iloraz obciążenia uplastyczniającego kotwy P upl do współczynnika W L. Jest oczywiste, że czym mniejszy ten współczynnik, tym cięgno w złączu bardziej odporne na deformację plastyczną w stanie naprężonym kotwy. Cięgna prętowe BATORY charakteryzują się współczynnikiem od 9-11, natomiast cięgna rurowe posiadają współczynnik od Kotwy trwałe powinny być zabezpieczone przed korozją w odpowiedni sposób zapewniający kilkudziesięcioletnią trwałość. Ochrona antykorozyjna kotwy trwałej powinna się składać z ciągłej warstwy ośrodka zabezpieczającego, który nie ulegnie zniszczeniu podczas zabudowy kotwy/mikropala. Kotwy tymczasowe powinny mieć osłonę zapewniającą zabezpieczenie przed korozją przez okres co najmniej dwóch lat. Kotwy gruntowe iniekcyjne przenoszą siły rozciągające na nośną warstwę gruntu włączając do współpracy z konstrukcją oporową masyw gruntowy, zespolony z gruntem otuliną cementową. W zależności od rodzaju gruntu, grubość warstwy otuliny cementowej powinna wynosić: w skałach co najmniej 10 mm, natomiast dla pozostałych gruntów minimum 20 mm. 3. OCHRONA ANTYKOROZYJNA Stosowane dla kotew BATORY zabezpieczenia antykorozyjne kotew iniekcyjnych gruntowych opierają się na następujących kryteriach: - okres użytkowania kotwy - agresywność środowiska - rodzaj kotwy/mikropala - sposób obciążenia Rys. 3. Schemat kotwy BATORY Elementy kotew/mikropali do zastosowań w konstrukcjach długo-okresowych montowanych w agresywnych środowiskach gruntowych, wykonujemy ze stali ocynkowanej ogniowo. biuro@wbb.net.pl 7

8 4. PREZENTACJA WYKONANYCH PRAC Z ZASTOSOWANIEM KOTEW BATORY PRZEZ FIRMĘ PPI Sp. j. I ZRI Sp. j. 1. Przebudowa Stadionu Narodowego w Warszawie 2. Przebudowa drogi krajowej nr 22 na odcinku Elbląg Grzechotki; Odcinek III: Elbląg-Chruściel. Inwestor MSF, Portugalia 3. Kraków ul. Monte Casino, budowa budynku mieszkalnego wielorodzinnego przy ul. Monte Casino w Krakowie. Inwestor INWEST S.A., Kraków 4. Budowa Torre Verona, budowa budynku mieszkalnego wielorodzinnego przy ul. Krowoderskich Zuchów w Krakowie. Inwestor VERONA BUILDING, Kraków 4. Przebudowa węzła Murckowska wraz z przebudową dróg dojazdowych: Katowice. Inwestor GDDKiA, Oddział Katowice. 5. BIBLIOGRAFIA: APROBATA TECHNICZNA IBDIM Nr AT/ Elementy systemu BATORY do wykonywania kotew iniekcyjnych i prętowych, mikrofali oraz gwoździ gruntowych PN-EN 1537:2002 Wykonawstwo specjalnych robót geotechnicznych. Kotwy gruntowe. PN-B-03264:2002 Konstrukcje betonowe, żelbetonowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowe. PN-91/S Obiekty mostowe. Konstrukcje betonowe, żelbetonowe i sprężone projektowanie. PN-H/93220:2006 Wysokoplastyczna stal do zbrojenia betonu. Pręty i walcówka żebrowana. pren Execution of special geotechnical works Micropiles (Wykonawstwo specjanych robót geotechnicznych - Mikropale). Draft pren Execution of special geotechnical works Soil nailing (Wykonawstwo specjanych robót geotechnicznych Gwoździowanie gruntowe). Draft biuro@wbb.net.pl