Των: Δρ. Κώστα Σαχπάζη, Πολιτικού Μηχανικού, Καθηγητή της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Δυτικής Μακεδονίας, και Κωνσταντίνας Σαχπάζη, Πολιτικού Μηχανικού
____________________ .. ____________________
Οι έγχυτοι πάσσαλοι (πάσσαλοι δι’ εκσκαφής) είναι ευλύγιστα στοιχεία θεμελίωσης, κατασκευαζόμενα με διάτρηση οπής και πλήρωση σκυροδέματος και οπλισμού. Σύμφωνα με τις σχετικές τεχνικές προδιαγραφές αλλά και την ΠΕΤΕΠ 11-01-01-00, η «κατασκευή έγχυτων πασσάλων με αφαίρεση εδαφικού υλικού» στοχεύει στην ανάληψη κατακόρυφων ή πλευρικών φορτίων, καθώς και στον περιορισμό καθιζήσεων, μέσω ικανού μήκους και διατομής πασσάλων σε κατάλληλα στρώματα (έδραση), όπου και συνδέονται με κεφαλόδεσμους (διαστελλόμενες πλάκες συνεκτικού σκυροδέματος). Τέτοια συστήματα εφαρμογής χρησιμεύουν σε μεγάλες κατασκευές (γεφυροπλάστιγγες, πολυώροφα κτίρια, δεξαμενές), σταθεροποίηση πρανών/τοίχων αντιστήριξης και εν γένει σε γεωτεχνικά έργα όπου το υπέδαφος εμφανίζει μικρή φέρουσα ικανότητα ή μεγάλη στάθμη νερού. Στον επαγγελματικό σχεδιασμό τους τονίζεται η άμεση προσαρμογή στα ευρωπαϊκά πρότυπα (π.χ. EN 1536 για εκτέλεση διατρητικών πασσάλων) και στις σχετικές προδιαγραφές υλικών (π.χ. σκυρόδεμα EN 206-1, οπλισμός EN 10080).
Τεχνικές Προδιαγραφές
Οι γεωμετρικές απαιτήσεις των σχετικών προδιαγραφών αλλά και της ΠΕΤΕΠ 11-01-01-00, προβλέπουν πασσάλους κυκλικής διατομής με ονομαστική διάμετρο συνήθως ≥0.30 m (παράδειγμα: ≥0.3 m για προκατασκευασμένα στοιχεία) και με δυνατότητα μεταβαλλόμενης ή διευρυμένης έδρασης («αιχμή»), εφόσον είναι μελετημένα βάθη και φορτία. Ο άξονας των πασσάλων πρέπει να προορίζεται όσο το δυνατόν κατακόρυφος: η μέγιστη επιτρεπτή απόκλιση είναι 1:4 (ή γωνία Θ ≥ 76°) για τους κατακόρυφους πασσάλους, ενώ σε περιπτώσεις μόνιμης στήριξης των πλαϊνών τοιχωμάτων μειώνεται σε 1:3 (ή γωνία Θ ≥ 72°). Σε πασσάλους με μικρή πλάγια κλίση (μέχρι 4:1 κατακόρυφο:οριζόντιο), η απόκλιση του άξονα από την προβλεπόμενη κλίση δεν πρέπει να υπερβαίνει 1:25 (δηλ. n > 25). Τα κεφαλόδεσμοι διαμορφώνονται ομαλά, συνήθως σε σκυρόδεμα, με την άνω επιφάνειά τους σε στάθμες που καθορίζει η στατική μελέτη. Σύμφωνα με τις σχετικές προδιαγραφές, τα υλικά και ο εξοπλισμός πρέπει να πιστοποιούνται κατά ισχύουσες προδιαγραφές (τσιμέντο EN 197-1, νερό ανάμιξης EN 1008, συγκολλητικά υλικά, προστατευτικός εξοπλισμός πρότυπων EN κ.λπ.). Η κατασκευή περιλαμβάνει τη διάτρηση φρεατίου (με περιστροφικά ή χτυπητά διατρητικά μηχανήματα, ενδεχομένως με προπορεία, σωλήνωση ή χρήση διατρητικού διαλύματος), την εισαγωγή του οπλισμού και το οπλισμένο σκυρόδεμα εντός του φρέατος. Η διάτρηση και η σκυροδέτηση ακολουθούν αυστηρά τις μελετημένες διαστάσεις (διάμετρο, βάθος, κλίση), ενώ η επιχείρηση λαμβάνει προστασία στα τοιχώματα (προσωρινή επένδυση, συρματόπλεγμα, κ.ά.) ώστε να αποφευχθούν κατολισθήσεις ή απώλειες τσιμεντένεσης. Ο πυθμένας των πασσάλων καθαρίζεται σχολαστικά πριν το σκυρόδεμα και ελέγχεται η διαπερατή ή αδιαπέρατη έδραση (π.χ. αφαίρεση λεπτόκοκκων υλικών).
Εκσκαφή τοίχου αντιστήριξης από έγχυτους πασσάλους (π.χ. πάσσαλοι – φρεάτια συνδεδεμένα με κεφαλόδεσμο), εφαρμογή σε τμήμα τοίχο αντιστήριξης.
Οι κεφαλόδεσμοι σχηματίζονται από επί τόπου σκυρόδεμα ή προκατασκευασμένα στοιχεία, με στόχο να μεταφέρουν το φορτίο σε όλους τους πασσάλους της ομάδας και να εξασφαλίζουν επιθυμητές ροπές τελικού ελέγχου.
Γεωτεχνική διερεύνηση, Μελέτη, Επίβλεψη και Έλεγχος Ποιότητας
Οι σχετικές προδιαγραφές επιβάλλουν πλήρη γεωτεχνική έρευνα πριν το έργο: οι γεωτρήσεις και εργαστηριακές δοκιμές πρέπει να εμβαθύνουν πέρα από το συνολικό μήκος των προβλεπόμενων πασσάλων, καλύπτοντας το τμήμα θεμελίωσης και επιπλέον σε αρκετό βάθος ώστε να εκτιμηθεί η φέρουσα ικανότητα και οι μελλοντικές καθιζήσεις. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται σε προβληματικές συνθήκες όπως ύπαρξη μαλακών/διογκούμενων στρωμάτων, μεγάλου κοκκομετρικού πάχους κροκάλων-λατύπων ή υψηλής διαπερατότητας στρωμάτων (που μπορεί να πλένουν το τσιμέντο), καθώς και σε υπόγεια ύδατα (υψηλή στάθμη, αρτεσιανά φαινόμενα ή χημική δράση νερού). Η Μελέτη συντάσσεται αναλυτικά, προσδιορίζοντας τα φορτία, τις διαστάσεις των πασσάλων και κεφαλόδεσμών, τις απαιτούμενες φάσεις κατασκευής και μεθόδους (π.χ. εργοταξιακό πρόγραμμα, τύπος μηχανών κ.λπ.). Η επίβλεψη απαιτεί εξειδικευμένο προσωπικό: προβλέπεται ορισμός έμπειρου εργοδηγού πασσάλων και αναπληρωτή του με αντίστοιχα προσόντα, καθώς και λεπτομερής κατάλογος μηχανημάτων και χρόνου εκσκαφής, ώστε να αποφευχθούν σφάλματα κατά την ομαδοποίηση φρεατίων.
Για την παραλαβή της κατασκευής γίνονται έλεγχοι ποιότητας: πραγματοποίηση δοκιμών φόρτισης (στατικών ή δυναμικών) σε αντιπροσωπευτικούς πασσάλους, μετρήσεις εναπομένουσας αποστάσεων, επιθεωρήσεις καθαρότητας πυθμένα και λήψη επιτόπου δειγμάτων σκυροδέματος (για αναλογία, αντοχή). Επιπλέον, προβλέπεται ποσοτικός έλεγχος των χρησιμοποιούμενων υλικών (π.χ. πιστοποίηση ποιότητας ή ανταπόκριση σε κριτήρια αποδοχής σύμφωνα με ενσωματωμένες προδιαγραφές). Το πλαίσιο των σχετικών προδιαγραφών υπενθυμίζει ότι οι εργασίες πασσάλων μετρούνται σε μήκος σκυροδέτησης (μέτρα πασσάλου), ενώ οι κεφαλόδεσμοι ως όγκος σκυροδέματος (όπως καθορίζεται στα συμβατικά τεύχη) και ο χάλυβας οπλισμού χωριστά.
Ασφάλεια, Περιβαλλοντική Προστασία και Τεχνική Επάρκεια
Οι σχετικές προδιαγραφές επισημαίνουν αυστηρή τήρηση μέτρων ασφάλειας και προστασίας περιβάλλοντος. Προδιαγράφονται κατάλληλα μέσα ατομικής προστασίας (κουστούμια, κράνη, γάντια, μπότες) σύμφωνα με πρότυπα (EN 863, EN 388, EN 345, κ.ά.), καθώς και τήρηση οδηγίας ασφαλούς λειτουργίας γεωτρυπάνων. Σύμφωνα με ισχύουσες διατάξεις, πρέπει να εφαρμόζονται μέτρα για τον έλεγχο εκσκαφής (π.χ. στηθαία ασφαλείας, σήμανση), την αποφυγή θορύβου και δονήσεων που θα βλάψουν γειτνιάζοντα έργα, και τη διαχείριση των υπόγειων υδάτων με κατάλληλο αντλητικό σύστημα. Ιδιαίτερη μνεία γίνεται στη διαχείριση των προϊόντων εκσκαφής και της αποχέτευσης επικίνδυνων υλικών: τα αδρανή πρέπει να απομακρύνονται με τρόπο που να αποφεύγεται η διάβρωση ή μόλυνση των γειτονικών εδαφών και επιφανειακών υδάτων. Συγκεκριμένα, επιβάλλεται ορθή συλλογή και διάθεση των άχρηστων υλικών, καθώς και καθαρισμός του εργασιακού χώρου μετά το πέρας των εργασιών. Για τη διασφάλιση τεχνικής επάρκειας, απαιτείται ότι οι εκτελούμενες εργασίες θα καλύπτονται από εγγεγραμμένους και πιστοποιημένους φορείς ή εργολάβους με εμπειρία σε πασσαλόμπηξη, ενώ τα σχέδια και οι υπολογισμοί επιβεβαιώνονται από διπλωματούχο μηχανικό. Η διοίκηση έργου πρέπει να περιλαμβάνει μηχανικούς έργου με αποδεδειγμένη εμπειρία σε πασσαλοθεμελιώσεις.
Αντιστήριξη τοιχίου με προεντεταμένα αγκύρια συρματόσχοινου TTM
Σύγχρονες Τεχνικές και Καλές Πρακτικές
Στη σύγχρονη κατασκευαστική πρακτική εφαρμόζονται εξελιγμένες μέθοδοι για αύξηση αποδοτικότητας και ασφάλειας. Για παράδειγμα, η συνεχής έξοδος σκυροδέματος με διατρητή σπειροειδούς κοχλία (πάσσαλοι CFA) περιορίζει τον κίνδυνο κατάρρευσης των τοιχωμάτων σε εύθρυπτα εδάφη, ενώ ειδικά αναδεύσιμα υγρά ή πολυμερή βοηθούν στη στήριξη της οπής (ενεργοποιήσιμα αντιδιαβρωτικά μίγματα). Η τεχνολογία επιτρέπει πλέον άμεση παρακολούθηση των φορτίων εκσκαφής και πλήρωσης (κονσόλα επιτηρητή γεώτρησης), καθώς και ανάλυση ρεαλιστικών μοντέλων περίοπτων φορτίσεων. Δοκιμές πασσάλων έχουν εξελιχθεί με συστήματα ελέγχου ελαστικών ιδιοτήτων (π.χ. ελαστικότητα πασσάλου εντός εδάφους μέσω ηχητικών παλμών ή παθητικής μέτρησης καθιζήσεων υπό φορτίο). Ακόμη, η ενίσχυση θεμελίων με πασσάλους συνδυάζεται συχνά με προστρώσεις (γεωύφασμα, γεωπλέγματα) ή χρήση ελαφρών υλικών πλήρωσης, προς μείωση μετακινήσεων. Στον σχεδιασμό, ενσωματώνονται πλέον σύγχρονα υπολογιστικά εργαλεία (FEM, αντίστοιχες βιβλιοθήκες εδάφους και αλληλεπίδρασης εδάφους-δομήματος) για ακριβέστερη πρόβλεψη φάσεων φόρτισης. Παράλληλα, συστήματα ποιοτικού ελέγχου υπολογίζουν σε πραγματικό χρόνο την ποσότητα και ποιότητα σκυροδέματος και οπλισμού σε κάθε φρεατοπάσσαλο, επιτρέποντας άμεσες διορθωτικές κινήσεις.
Το άρθρο αυτό περιέγραψε συνολικά τις απαιτήσεις των σχετικών προδιαγραφών και της ΠΕΤΕΠ 11-01-01-00 με τρόπο προσαρμοσμένο στον επαγγελματία μηχανικό. Η έγκυρη κατανόηση και εφαρμογή τους εξασφαλίζει ασφαλείς και αξιόπιστες θεμελιώσεις πασσάλων, σεβόμενοι ταυτόχρονα τις περιβαλλοντικές και τεχνικές δεσμεύσεις κάθε έργου. Παράλληλα, οι βελτιωτικές προτάσεις και νέες τεχνολογίες που παρουσιάζονται εδώ ενισχύουν την αποδοτικότητα και ποιοτική επάρκεια των σύγχρονων γεωτεχνικών κατασκευών πασσάλων.
Βιβλιογραφία και Αναφορές
- Σαχπάζης, Κ. (2018). Σημειώσεις Εδαφομηχανικής. Πολυτεχνική Σχολή, Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας.
- Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. (2006), ΠΕΤΕΠ 11-02-04-00, Προσωρινές Εθνικές Τεχνικές Προδιαγραφές, Προεντεταμένες Αγκυρώσεις.
- Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε. (2006), ΠΕΤΕΠ 11-01-01-00, Πάσσαλοι δι’ εκσκαφής (Έγχυτοι πάσσαλοι) και Κεφαλόδεσμοι.
- G.E. Barnes (2005), ΕΔΑΦΟΜΗΧΑΝΙΚΗ Αρχές και εφαρμογές, 2η έκδοση, Αθήνα: Κλειδάριθμος
- Οδηγίες Ευρωκώδικα 7 (ELOT EN 1997-1) για τον σχεδιασμό θεμελιώσεων και τη μέριμνα έναντι επιτρεπτών καθιζήσεων.
- Τεχνικές οδηγίες Ο.Α.Σ.Α. για πασσαλοθεμελιώσεις και ενέσεις εδάφους σε αστικά έργα (π.χ. κατασκευή Μετρό).
- Fleming, W.K. and Sliwinski, Z.J. 1977. The use and influence of bentonite in bored pile construction. CIRIA Report PO-3. Construction Industry Research and Information Association, London.
- GEO5 – User’s Guide. © Fine Ltd. 2017
- Skempton, A. W. (1959). Castin-situ bored piles in London Clay, Geotechnique, No.9, pp 153- 173.
- Tomlinson, M. J. (1977). Pile Design and Construction Practice. Cement and Concrete. Association, London.
- Vesic, A. S. (1969). Experiments with instrumented pile groups in sand, ASTM STP 444, pp. 177–222. West Conshohocken, PA: ASTM International.
- Vesic, A. S. (1977). NCHRP Synthesis 42: Design of Pile Foundations. Transportation. Research Board: Washington, D.C.; p. 68.
- Whitaker, T. (1957). Experiments with model piles in groups. Geotechnique, Vol. 7, No.4, pp 147-167.
- Whitaker, T. & Cooke, R. W. (1966). An investigation of the shaft and base resistances of large bored piles in London Clay. Proc. Symp. on large bored piles, pp. 7-49. London: Institution of Civil Engineers.
—————–
Ο Δρ. Κώστας Σαχπάζης είναι Πολιτικός Μηχανικός, Καθηγητής της Πολυτεχνικής Σχολής του Πανεπιστημίου Δυτικής Μακεδονίας (www.uowm.gr και www.geodomisi.com, email: sachpazis@teemail.gr), η Κωνσταντίνα Σαχπάζη είναι Πολιτικός Μηχανικός
