Mikropale i gwoździe gruntowe to wyrób budowlany (i co z tego wynika?)
Samowiercące systemy geotechniczne są wyrobem budowlanym dość wyjątkowym. Próżno bowiem szukać materiałów konstrukcyjnych, które przed ich zastosowaniem (wbudowaniem) są wykorzystywane w inny sposób, pełnią jeszcze inną niż konstrukcyjna funkcję. Zbrojenie w systemie samowiercącym pełni natomiast najpierw funkcję przewodu wiertniczego i iniekcyjnego, aby następnie stać się normalnym elementem konstrukcyjnym, pracującym pod obciążeniem. Pogodzenie obu tych funkcji wymaga zastosowania odpowiednich rozwiązań materiałowych. Elementy systemu samowiercącego na etapie instalacji (wiercenia i iniekcji) poddawane są dużym obciążeniom dynamicznym, w tym zginaniu i skręcaniu. Z uwagi na warunki podłoża obciążenia te mają charakter nieprzewidywalny co do ich wielkości. Jedynie odpowiedni gatunek stali użyty do produkcji zbrojenia systemu samowiercącego pozwala połączyć cechy wymagane dla zbrojenia konstrukcyjnego (docelowej, zasadniczej funkcji) z odpowiednią wytrzymałością, która gwarantuje bezstratne zachowanie tych cech podczas instalacji. Tymczasem, jak wyjaśniono w poprzednich częściach artykułu, właśnie gatunek stali jest jednym z elementów, z których rezygnuje się w pierwszej kolejności, w imię opacznie rozumianej oszczędności.
Wyjątkowy zestaw cech i właściwości użytkowych takiego wyrobu jak system samowiercący jest, w zasadzie, pochodną gatunku stali. Wykorzystanie do tego celu stali konstrukcyjnej jak S355 lub S460 nie jest wyłącznie wymysłem producenta. Po prostu – w ciągu kilku dekad, które upłynęły od wynalezienia i opracowania pierwszego systemu samowiercącego TITAN, nie udało się znaleźć innego materiału, który łączyłby wszystkie niezbędne cechy. Nawet jeśli jakiś gatunek wyglądał obiecująco pod kątem wytrzymałości podczas wiercenia, to okazywał się zbyt kruchy do pracy jako zbrojenie bądź nietrwały w kontekście szeroko pojętej korozji. I odwrotnie, jeśli jakiś gatunek wyglądał nieźle pod kątem pracy zbrojenia, nie wytrzymywał trudów instalacji, ujawniając uszkodzenia w trakcie lub po wierceniu. Łącznie z mikrouszkodzeniami, które dyskwalifikowały taki zestaw do pracy jako zbrojenie. Warto wspomnieć, że defekty systemów geotechnicznych z nieokreślonych gatunków stali, które uwidaczniają się podczas fazy instalacji w postaci urwanych, ukręconych żerdzi, nie są wcale zjawiskiem rzadkim. Zgrozę budzi fakt, że uszkodzenia takie nie wywołują właściwej reakcji użytkownika – służb nadzoru czy inwestora. Uszkodzoną żerdź wymienia się na nową i kontynuuje pracę bez refleksji na temat tego, czy taki system, który ulega uszkodzeniu już podczas instalacji, będzie bezpiecznie pełnił funkcje konstrukcyjne w fazie długoletniej eksploatacji.s

Jest to powód, dla którego w normach branżowych PN-EN 14199 Wykonawstwo specjalnych robót geotechnicznych. Mikropale oraz PN-EN 14490 Wykonawstwo specjalnych robót geotechnicznych. Gwoździe gruntowe ujęto precyzyjne wymagania dotyczące materiałów.
Wymagania materiałowe co do zbrojenia mikropali i gwoździ gruntowych zawarte są w normach PN-EN 14199:2008 w punkcie 6.2.1 i PN-EN 14490:2010 w punkcie 6.2.2.2. Normy te zgodnie określają warunek, że jako zbrojenie dopuszcza się jedynie stal konstrukcyjną, która dodatkowo musi spełniać szereg wymagań. Stąd klarowny rozdział możliwych do zastosowania rodzajów zbrojenia i odpowiadających im norm regulujących te wymagania, w zależności od technologii wykonania mikropali lub gwoździ gruntowych:
- zbrojenie z prętów pełnych musi spełniać wymagania normy PN-EN 10080 Stal do zbrojenia betonu. Specjalna stal zbrojeniowa. Postanowienia ogólne dla zbrojenia z prętów pełnych. Norma obejmuje stale, których zawartość, skład chemiczny i równoważnik węgla CEV, określony zgodnie z wytycznymi w punkcie 7.1.3, nie przekraczają wartość podanych w tabeli 2 przedmiotowej normy (CEV max. 0,50 według analizy wytopowej); stale gatunku BST500;
- zbrojenie żerdziami rurowymi (systemy samowiercące) musi spełniać wymagania norm PN-EN 10210 Kształtowniki zamknięte wykonane na gorąco ze stali konstrukcyjnych niestopowych i drobnoziarnistych lub PN-EN 10219 Kształtowniki zamknięte ze szwem wykonane na zimno ze stali konstrukcyjnych niestopowych i drobnoziarnistych. Normy obejmują stale niestopowe jakościowe: S235JRH, S275JOH, S275J2H, S355JOH, S355J2H; stale drobnoziarniste: S275NH, S275NLH, S355NH, S355NLH, S460NH, S460NLH;
- zbrojenie z kształtowników walcowanych na gorąco (np. dwuteowniki szerokostopowe H) musi spełniać wymagania PN-EN 10025 Wyroby walcowane na gorąco ze stali konstrukcyjnych; stale gatunków: S235, S275, S355, E295, E335 i E360.

Zapisy normowe nie dopuszczają zatem stosowania elementów nośnych wykonywanych na podstawie innych norm niewyszczególnionych bądź nieadekwatnych do rodzaju zbrojenia (o innym przeznaczeniu). Jednocześnie, mimo pozostawienia pozornej swobody w doborze typu zbrojenia i rodzaju stali, jednoznacznie wskazują rygorystyczne parametry – skład chemiczny, własności mechaniczne i własności technologiczne – opisane w innych rozdziałach norm. Zgodnie z powyższymi normami niedopuszczalne jest niezależnie od typu zbrojenia stosowanie elementów nośnych ze stali o przeznaczeniu innym niż konstrukcyjna, np. narzędziowych jak 28Mn6, żeliwa, staliwa, stali nienormowych, np. GM600 itp.
Warto zwrócić uwagę, że niezależnie od technologii wykonania mikropali lub gwoździ gruntowych normy dopuszczają do zbrojenia wyłącznie stal konstrukcyjną.
Do powyższych wymagań dochodzi szereg kluczowych cech zbrojenia współpracującego z kamieniem cementowym ujętych w normie PN-EN 1992: udarność, przyczepność do betonu, odporność korozyjna itp.
W kontekście całego artykułu po raz kolejny należy podkreślić, że cechy te w opisanej procedurze wprowadzania wyrobu do obrotu (system krajowy) są niejako niewidoczne i nie podlegają jakiejkolwiek weryfikacji.
Temat wymaganych dla systemu samowiercącego cech i właściwości jest obszerny i zasługuje na osobny artykuł. W razie pytań lub wątpliwości prosimy o kontakt w celu rozwinięcia tego stricte technicznego wątku.
Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie bezprecedensowej dwoistości w stosowaniu stalowych wyrobów budowlanych o charakterze konstrukcyjnym. Powszechnie znane i stosowane pręty żebrowane, profile gorącowalcowane, jak belki stalowe czy grodzice, produkowane są wyłącznie ze stali konstrukcyjnych. Są odpowiednio specyfikowane w dokumentacji, a ich odbiór i zatwierdzanie zawsze odbywa się na podstawie atestu hutniczego, potwierdzającego gatunek stali. Jest to oczywiste.
Powszechnie już znane systemy samowiercące, pomimo wyższych rygorów materiałowych im stawianych, produkowane są z różnych, często egzotycznych gatunków stali. Nikt nie weryfikuje ich przydatności do zastosowania i trwałości. Zdarza się, że żerdzie urywają się jeszcze w trakcie wiercenia. Bezrefleksyjnie wymienia się wtedy uszkodzoną żerdź na nową, nie zastanawiając się, jak skutecznie taki materiał będzie przenosił obciążenia. W specyfikacjach unika się podawania wymaganego, właściwego gatunku stali – rzecz niespotykana w przypadku innych konstrukcji. Artykuł ma na celu naświetlenie przyczyny takiego stanu rzeczy oraz naświetlenie konsekwencji.

W ramach krótkiego podsumowania:
- Krajowa ocena techniczna jest w istocie kartą techniczną produktu, i to dość ubogą, okrojoną z wielu kluczowych właściwości użytkowych.
- Krajowa ocena techniczna nie jest dokumentem wystarczającym do zatwierdzenia wyrobu na budowie.
- Krajowa ocena techniczna służy jedynie jako jeden z dokumentów wymaganych wyłącznie w procesie wprowadzania wyrobu budowlanego do obrotu.
- Krajowa ocena techniczna nie potwierdza przydatności do stosowania, potwierdza (a w zasadzie kataloguje) wyłącznie właściwości użytkowe, i to w mocno okrojonym zakresie, dalece niewystarczającym do właściwej oceny przydatności do zastosowania – siły zrywająca i uplastyczniająca to nie wszystko.
- Krajowa ocena techniczna w żadnym zakresie nie zdejmuje z użytkownika – projektanta, wykonawcy, inwestora – odpowiedzialności za dopuszczenie danego wyrobu do zastosowania.
- Odpowiedzialność ta, zawodowa i finansowa, spoczywa w całości na użytkowniku końcowym, projektancie, kierowniku budowy, inspektorze nadzoru.
- Odpowiedzialność producenta regulowana przepisami również wydaje się w znacznej mierze ograniczona w świetle ryzyka technicznego i finansowego.

Do czasu poprawienia procedur, które obecnie umożliwiają wprowadzanie do obrotu wyrobów wątpliwych pod kątem ich przydatności, najlepszym sposobem zadbania o swoje interesy jako użytkownika jest świadomość roli i znaczenia krajowej oceny technicznej, świadomość cech i właściwości niezbędnych w systemie samowiercącym do jego poprawnej i bezpiecznej pracy oraz egzekwowanie właściwego gatunku stali przez atest hutniczy. Innymi słowy, postępowanie z systemem samowiercącym jak z każdym innym stalowym wyrobem budowlanym. Gatunek stali właściwy do jej zastosowania oznacza bezpieczeństwo. W końcu po coś opracowano materiał, który nazywamy stalą konstrukcyjną.

Na koniec – dopuszczenie wyrobu budowlanego do obrotu nie równa się dopuszczeniu do zastosowania! Nie wszystkie wyroby budowlane wprowadzone do obrotu lub udostępnione na rynku zgodnie z przepisami odrębnymi mogą być stosowane przy wykonywaniu danych robót budowlanych.

Jak można przeczytać w materiałach szkoleniowych Głównego Urzędu Nadzoru Budowlanego, możliwość zastosowania konkretnego wyrobu budowlanego w danym obiekcie budowlanym zależy m.in. od właściwości użytkowych tego wyrobu i od wymagań określonych przez warunki techniczne, jakim powinien odpowiadać dany obiekt budowlany. Użytkowane wyroby i sposób ich stosowania przy wykonywaniu robót budowlanych powinny bowiem – w każdym przypadku – zapewnić spełnienie warunków określonych w artykule 5, ustęp 1, punkt 1 ustawy Prawo budowlane, zgodnie z którym obiekt budowlany jako całość oraz jego poszczególne części wraz ze związanymi z nim urządzeniami budowlanymi należy, biorąc pod uwagę przewidywany okres użytkowania, projektować i budować w sposób określony w przepisach, w tym techniczno-budowlanych, oraz zgodnie z zasadami wiedzy technicznej, zapewniając m.in. spełnienie podstawowych wymagań dotyczących obiektów budowlanych (przedstawionych w załączniku 1 do rozporządzenia nr 305/2011).
Ischebeck Titan Polska Sp. z o.o. – przeczytaj więcej