Dwa produkty, które bywają mylone

Pale śrubowe oraz wkręty gruntowe wkręca się obrotowo w grunt. Oba wykonane są ze stali. Oba mogą zastępować fundamenty betonowe. Dlatego często bywają mylone, a wiele osób zakłada, że to ten sam produkt pod inną nazwą. Tak nie jest.

Różnica jest strukturalna i bezpośrednio wpływa na nośność, mrozoodporność, certyfikację oraz zakres zastosowań.

Różnica strukturalna: łopata helikalna vs ciągły gwint

Pal śrubowy. Pal śrubowy ma gładki trzon stalowy z jedną lub kilkoma przyspawanymi łopatami helikalnymi na końcu. Podczas montażu pal obraca się w gruncie. Obciążenie konstrukcyjne przenosi się przez trzon do łopaty, która rozkłada je na nośną warstwę gruntu.

Wkręt gruntowy. Wkręt gruntowy ma ciągły gwint biegnący po całej długości lub większości trzonu. Konstrukcja przypomina duży wkręt do drewna. Podczas montażu wkręt gruntowy wypycha grunt na boki i zagęszcza okoliczne podłoże. Wkręt utrzymuje się w miejscu dzięki tarciu pomiędzy gwintem a gruntem.

Różnica widać po końcówce: pal śrubowy ma przyspawaną łopatę helikalną, wkręt gruntowy ma ciągły gwint na całej długości trzonu.

Nośność

Różnica strukturalna bezpośrednio przekłada się na nośność.

Nośność wkrętu gruntowego to zwykle 10-50 kN na sztukę. Wystarcza pod lekkie konstrukcje, takie jak tarasy, ogrodzenia czy drobne obiekty gospodarcze, ale nie pod konstrukcje nośne. Większość wkrętów gruntowych nie ma obliczonej ani certyfikowanej nośności.

Nośność pala śrubowego zależy od zastosowania, ale potrafi sięgnąć 1 000 kN na pal. W budownictwie mieszkaniowym typowe obciążenie na pal to 100-250 kN, czyli wielokrotnie więcej niż wkrętu gruntowego.

W praktyce pod to samo obciążenie potrzeba znacząco więcej wkrętów gruntowych. Na przykład fundament obiektu ogrodowego może wymagać 9 pali śrubowych albo około 20 wkrętów gruntowych pod tę samą konstrukcję. Zwiększa to koszty materiału i czas montażu.

Mrozoodporność

W krajach nordyckich mróz potrafi sięgać nawet dwóch metrów w głąb, w zależności od rodzaju gruntu. Fundament musi wytrzymać wysadziny mrozowe, w przeciwnym razie konstrukcja zacznie pracować.

Łopata pala śrubowego zamontowana jest poniżej strefy przemarzania, w warstwie nośnej. Łopata kotwi pal tak, że mróz nie potrafi go unieść. Gładki trzon stalowy w strefie przemarzania nie daje uchwytu siłom mrozowym.

Ciągły gwint wkrętu gruntowego biegnie przez cały profil gruntu, w tym przez strefę przemarzania. Gwint tworzy powierzchnię uchwytu na każdej głębokości, a rozszerzający się mróz chwyta gwint i wypycha wkręt ku górze. Z tego powodu wkręt gruntowy jest podatniejszy na wysadziny mrozowe i nie sprawdza się równie dobrze w warunkach mrozowych.

Na otwartym tarasie drewnianym kilkumilimetrowa wysadzina mrozowa może nie być problemem. Przy zabudowanym tarasie, konstrukcjach stałych oraz budynkach mrozoodporność jest wymogiem.

Wydłużanie i głębokość montażu

Pale śrubowe można wydłużać przez łączenie kolejnych segmentów trzonu. Pozwala to wkręcić pal głębiej w warstwę nośną, nawet gdy znajduje się kilka metrów pod powierzchnią. Wydłużanie jest powszechne, szczególnie w miękkich gruntach.

Wkręt gruntowy to zwykle pojedyncza sztuka o długości 0,6-1,5 m. Wydłużanie jest możliwe, lecz nie tak powszechne jak przy palach śrubowych. Niewielka głębokość montażu oznacza, że wkręt gruntowy nie sięgnie warstwy nośnej, jeśli ta leży głębiej.

Certyfikacja i inżynieria

Pal śrubowy to inżynierski element fundamentowy. Jego nośność projektuje się pod konkretne obciążenia projektu, montaż dokumentuje się pomiarem momentu, a produkt posiada atest materiałowy. Producenci pali śrubowych, tacy jak Paalupiste, mają certyfikaty ISO 9001 i EN 1090-1.

Wkręty gruntowe zazwyczaj nie mają obliczonej nośności, atestu materiałowego ani dokumentacji montażowej. Pod lekkie zastosowania to nie problem, ale przy konstrukcjach nośnych dokumentacja i certyfikacja są często wymagane.

Tabela porównawcza

Cecha Pal śrubowy Wkręt gruntowy
Konstrukcja Trzon stalowy + łopata (jedna lub kilka) Ciągły gwint po całej długości trzonu
Mechanizm przenoszenia obciążenia Łopata w warstwie nośnej Tarcie pomiędzy gwintem a gruntem
Nośność na sztukę Do 1 000 kN (obliczona) Zwykle 10-50 kN (bez certyfikatu)
Mrozoodporność Tak (łopata poniżej strefy mrozu, gładki trzon) Nie (gwint daje uchwyt mrozowi)
Głębokość montażu 1-30+ m (możliwe wydłużanie) 0,6-1,5 m (pojedyncza sztuka)
Liczba sztuk pod to samo obciążenie Mniej (np. 9 szt.) Więcej (np. ~20 szt.)
Certyfikacja ISO 9001, EN 1090-1, atesty materiałowe Zwykle bez certyfikatu
Typowe zastosowania Domy, hale, infrastruktura, farmy PV Tarasy, ogrodzenia, lekkie obiekty ogrodowe
Montaż Koparka (PRO) lub maszyna ręczna (HELIX) Ręcznie lub małą maszyną

Kiedy wkręt gruntowy wystarcza?

Wkręt gruntowy to sensowne rozwiązanie, gdy:

  • Konstrukcja jest lekka (otwarty taras drewniany, ogrodzenie, maszt flagowy, drobny obiekt ogrodowy)
  • Wysadzina mrozowa nie wpływa na funkcję konstrukcji
  • Obciążenia są niewielkie, a konstrukcja nie wymaga certyfikowanej nośności
  • Grunt jest zwarty (piasek, żwir), gdzie tarcie wystarcza

W takich zastosowaniach wkręt gruntowy jest tanim i szybkim rozwiązaniem.

Kiedy potrzebny jest pal śrubowy?

Pale śrubowe stosuje się tam, gdzie:

  • Występują wymagania nośności (budynki, hale, mosty, farmy PV)
  • Fundament musi opierać się mrozowi (praktycznie wszystkie budynki nordyckie)
  • Grunt jest miękki, a warstwa nośna leży głębiej (pal wydłuża się segmentami)
  • Konstrukcja narażona jest na siły wyrywające (wiatr, woda), gdy zakotwienie jest krytyczne
  • Potrzebne jest ekonomiczne i udokumentowane rozwiązanie fundamentowe

Podsumowanie

Pale śrubowe i wkręty gruntowe to różne produkty pod różne cele. Wybór zależy od wymagań projektu: obciążeń, warunków mrozowych, rodzaju gruntu oraz typu konstrukcji. Jeżeli nie są Państwo pewni, które rozwiązanie pasuje do projektu, zapraszamy do kontaktu ze specjalistą.