Postawili na prace B+R oraz innowacje w geotechnice!

BUDOKOP GEOTECHNIKA Sp. z o.o. pracował zarówno z największymi dostawcami rozwiązań technologicznych w geotechnice, jak i klientami potrzebującymi tych rozwiązań oraz kompleksowych usług. Zawsze chcieli zmierzyć się z prowadzeniem własnych prac B+R oraz ich komercjalizacją. Outsourcing B+R oraz współpraca z CPR pozwolił im tego skutecznie dokonać.

fot. 1 Palownica ze świdrem przemieszczeniowym podczas wykonywania pali przemieszczeniowych w terenie.
Fot. 1 Palownica ze świdrem przemieszczeniowym podczas wykonywania pali przemieszczeniowych w terenie.

Opis problemu

BUDOKOP GEOTECHNIKA Sp. z o.o. (https://www.budokop.pl/) od 2003 roku wykorzystuje technologię projektowania i wykonawstwa kolumn i pali przemieszczeniowych wkręcanych. Jest to bardzo efektywna metoda wzmacniania podłoża gruntowego i fundamentowania głębokiego obiektów budowlanych. Jest skuteczna technicznie, korzystna ekonomicznie (niski koszt) oraz ekologicznie (brak urobku, ciche i bezwstrząsowe wykonawstwo, możliwe do zastosowania w gęstej zabudowie). Problemem technologii są duże opory zagłębiania świdrów w podłoże gruntowe i związana z tym konieczność stosowania maszyn palowych o dużej mocy. Z tego powodu zdarzają się trudności z wykonywaniem pali i kolumn o zaprojektowanym zagłębieniu w gruncie nośnym. Ponadto, w trakcie wykonawstwa, obserwuje się wzajemne oddziaływanie sąsiednich kolumn na siebie, które może powodować niekontrolowane uszkadzanie ich trzonów.

Od dawna zbieraliśmy doświadczenia i wiedzieliśmy, że możliwe jest opracowanie i sprawdzenie w praktyce takiego świdra, który pozwoli na zwiększenie efektywności prowadzenia prac przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów, także tych związanych z remontami i wymianą sprzętu oraz samych świdrów – mówi Wojciech Sukow, właściciel i prezes zarządu spółki. Brakowało nam czasu oraz partnera, który zorganizuje to przedsięwzięcie oraz dopilnuje skutecznej jego realizacji.

Rys. 1 Etapy technologiczne wykonywania pala przemieszczeniowego
Rys. 1 Etapy technologiczne wykonywania pala przemieszczeniowego

Rozwiązanie

Organizacja prac B+R planowanych przez przedsiębiorcę nie była zadaniem łatwym, zabierając sporo czasu na wytypowanie i znalezienie, zarówno zespołu, który mógłby takie prace przeprowadzić, jak i określenie zakresu, który pozwoliłby na wykorzystanie efektów tych prac w praktyce przedsiębiorstwa BUDOKOP. Dodatkowym aspektem była potrzeba znalezienia środków finansowych na zrealizowanie tego przedsięwzięcia, gdyż przedsiębiorca nie był przygotowany na taki poziom zaangażowania środków własnych, który gwarantowałby właściwy zakres i okres prowadzenia prac badawczych, a następnie rozwojowych i przedwdrożeniowych.

– Prace ekspertów CPR z przedsiębiorcą rozpoczęły się od zweryfikowania zasobów własnych przedsiębiorstwa umożliwiających prowadzenie prac B+R oraz określenia potrzeb zewnętrznych w tym zakresie. Wynikiem tych prac było znalezienie zespołu naukowców kierowanych przez dr hab. inż. Adama Krasińskiego, pracowników Katedry Geotechniki i Inżynierii Wodnej, Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej, który pracował i posiadał obiecujące wyniki w interesującym BUDOKOP obszarze.

– Spotkania z zespołem prof. Krasińskiego doprowadziły do opracowania agendy badawczej projektu B+R opartej na koncepcji prototypowego świdra, który zawierał będzie elementy znacząco odróżniające go od dotychczasowych świdrów, dzięki czemu spodziewano się istotnego wzrostu jego efektywności. W ramach prac badawczych przewidziano przetestowanie świdra zarówno w skali modelowej, jak i w skali naturalnej, w różnorodnych warunkach gruntowych. Założono powiązanie badań pali i kolumn ze szczegółowymi badaniami podłoża gruntowego. Uzgodniono, że prace eksperymentalne zostaną poparte analizami obliczeniowymi, w tym numerycznymi.

Fot.2 Zestawy sprzętu laboratoryjnego i terenowego Politechniki Gdańskiej wykorzystywane podczas realizacji prac B+R

Fot. 3 Nowy, prototypowy świder przemieszczeniowy DPDT podczas wdrożenia pilotażowego
Fot. 3 Nowy, prototypowy świder przemieszczeniowy DPDT podczas wdrożenia pilotażowego

Uzgodnienie agendy badawczej oraz wytypowanie osób po stronie PG oraz BUDOKOP, które wezmą udział w realizacji prac B+R, było kluczowe, dla pozostałych ustaleń i ostatecznego wsparcia przedsiębiorcy naszymi usługami outsourcingu B+R – powiedział Jerzy Bagiński, ekspert CPR odpowiedzialny za współpracę z BUDOKOP na etapie organizacji projektu B+R.

Kompleksowe wsparcie ekspertów CPR w realizacji prac B+R oraz wdrożenia pilotażowego zawierało dodatkowo: zarządzanie własnością intelektualna, w tym złożenie wniosku i uzyskanie w Urzędzie Patentowym RP patentu na nowy świder, montaż finansowy projektu z wykorzystaniem dotacji celowej na prowadzenie prac B+R, przygotowanie budżetu i harmonogramu projektu oraz zarządzanie jego realizacją, w tym zarządzanie ryzykiem oraz zmianami w projekcie w trudnym okresie pandemii COVID-19 oraz jego właściwe rozliczenie zgodnie z zasadami i wymaganiami grantodawcy. Na bieżąco monitorowane były wyniki oraz efekty poszczególnych etapów prac oraz porównywane z założonymi w projekcie rezultatami i ich miarami. Ostatnim etapem było wsparcie BUDOKOP w pracach przedwdrożeniowych oraz wspólne przygotowanie i pilotażowe wdrożenie (komercjalizację prac B+R) w działalności przedsiębiorstwa.

Fot. 4 Uzyskany w UP RP patent na wynalazek
Fot. 4 Uzyskany w UP RP patent na wynalazek

Efekty

Efektem wykonanych z udziałem ekspertów CPR prac B+R jest ostatecznie wdrożenie do praktyki firmy BUDOKOP oraz popularyzacja wśród biur projektowych na terenie kraju, a w dalszej perspektywie w Europie nowej konstrukcji świdra (DPDT), jak również kompletnej metodologii projektowania, wykonawstwa i odbioru robót związanych z palami i kolumnami przemieszczeniowymi wkręcanymi, wykonywanymi z wykorzystaniem nowego świdra.

Nowy, opracowany i sprawdzony w ramach prowadzonych prac B+R świder przemieszczeniowy DPDT charakteryzuje się poniższymi, lepszymi parametrami w stosunku do świdra SDP:

  •  Mniejsze opory wkręcania świdra w grunt wyrażone mniejszym momentem obrotowym MT (redukcja o 10% do 30%).
  • Prostsza konstrukcja świdra i tańsze jego wykonawstwo (tańsze o ok. 20%).
  • Łatwiejsze (przy mniejszym wysiłku maszyny palowej) pokonywanie zagęszczonych piaszczystych przewarstwień między warstwami gruntów słabszych w podłożu gruntowym.
  • Mniejsze opory gruntu podczas wykręcania świdra, a tym samym mniejsze ryzyko awarii urządzenia wykręcającego (np. zerwania lin ciągnących).
  • Dzięki mniejszemu wysiłkowi, mniejsze zużywanie się świdra i maszyny palowej, a tym samym mniejsza awaryjność maszyny (np. układów hydraulicznych).
  • Prostsza, mniej częsta (po większej liczbie mb wykonanych pali) i tańsza regeneracja świdra.
  • Dzięki mniejszym oporom wkręcania, możliwość głębszej penetracji w podłoże gruntowe, a tym samym możliwość wykonywania pali o większej długości (od ok. 1 m do 2 m), a co za tym idzie o większej nośności w danych warunkach gruntowych.
  • Dzięki większym długościom i nośnościom pali, możliwość redukcji liczby pali w fundamencie obiektu, a co za tym idzie możliwość opracowywania korzystniejszych ofertowo rozwiązań projektowych.
  • Mniejsze zużycie betonu przy wykonawstwie pali (od 3% do 5%).
  • Mniejsze wypiętrzenie gruntu podczas wkręcania świdra, a tym samym mniejsza ilość urobku do wywozu z budowy i utylizacji.
  • Bezpieczniejsze wykonawstwo pali i kolumn w słabych i bardzo słabych warstwach podłoża gruntowego (chodzi o ciągłość i regularność kształtów trzonów – mniejsze ryzyko przewężeń i pogrubień).
  • Korzystniejsze charakterystyki Q-s oraz nośności pali i kolumn w przypadku małego zagłębienia w warstwie nośnej (od 1 m do 2 m, głównie dotyczy przypadków kolumn wzmacniających podłoże gruntowe pod nasypami).
  • Korzystniejsze działanie przy przechodzeniu świdra przez niekontrolowane składowiska odpadów (w spiralę o dużo mniejszej wysokości i wydatności znacznie słabiej wkręcają się odpady o charakterze tekstylnym i foliowym).
Rys. 2 Zestawienie porównawcze wyprowadzonych zależności MT od qc;r dla wszystkich trzech badanych świdrów palowych wraz z wartościami granicznymi oporów qc;r
Rys. 2 Zestawienie porównawcze wyprowadzonych zależności MT od qc;r dla wszystkich trzech badanych świdrów palowych wraz z wartościami granicznymi oporów qc;r

Zalety usług ousourcingu B+R są bezdyskusyjne mówi prezes Wojciech Sukow

Dzięki nim mogliśmy skupić się na bieżącej, podstawowej działalności przedsiębiorstwa, a jednocześnie wykorzystać posiadana wiedzę i doświadczenie dla stworzenia nowego rozwiązania;

Było taniej a zespół ekspertów CPR był wykorzystywany tylko wtedy, gdy był potrzebny;

Znaleźliśmy zewnętrzny zespół specjalistów do wsparcia prowadzenia prac B+R, z którym poznaliśmy się, polubiliśmy i współpracujemy nadal;

Nie mieliśmy pojęcia, że sukces komercjalizacji prac B+R wymaga takiego poziomu determinacji, koncentracji i działania – eksperci CPR nam to uświadomili i zapewnili.

Podsumowanie

Podsumowując należy podkreślić, że dzięki realizacji i komercjalizacji wyników prac B+R BUDOKOP wdrożył nowe rozwiązanie technologiczne wykonywania pali przemieszczeniowych z wykorzystaniem świdra DPDT. Rozwiązanie technologiczne jest zastrzeżone a przedsiębiorstwo prawidłowo zarządza jego rozwojem oraz licencjonowaniem.

Mechanizmy organizacji i prowadzenia prac B+R zakorzenione i wprowadzone w firmie będą wykorzystywane dla dalszego rozwoju i nowych projektów, z korzystaniem z outsourcingu B+R. Działanie takie jest opłacalne, pozwoliło na pozyskanie i rozwój solidnego know-how w zakresie technologicznym i organizacyjnym oraz przełożyło się na wymierne efekty ekonomiczne i rozwojowe przedsiębiorstwa.

Kontakty:

Wojciech Sukow – prezes zarządu BUDOKOP GETOTECHNIKA Sp. z o.o., +48 607 073 698

Jerzy Bagiński – ekspert, wiceprezes Centrum Przedsiębiorczości Racjonalnej, +48 502 024 980