Pomysłodawcą pogrążanie w gruncie pali nie poprzez wbijanie, a przy zastosowaniu wiercenia górniczego – był inżynier Antoni Strauss z Kijowa. Metoda polegała na wierceniu w gruncie namulistym otworu tzw. szlamówką w osłonie rury wiertnicznej, przez którą wtłaczano później mieszankę betonową. Tak właśnie powstawały pale Straussa. Technologia ta nie cieszyła się jednak powszechnym uznaniem, z uwagi na brak gwarancji równomiernego rozprowadzenia oraz trudności w odpowiednim ubiciu betonu. Dodatkowym problemem był brak kontroli gruntu przy wyciąganiu rury ochronnej oraz zastosowanie technologii w lokalizacjach silnie nawodnionych.
Pale Straussa – na czym polegała pierwotna technologia?
Podczas wiercenia stosowano narzędzia wiertnicze do sondowania/badania gruntu. Urządzenia służące z kolei do opuszczania rur, umożliwiały też zawieszanie tulei cylindrycznej z zaworem dennym, przez który wprowadzany był później beton i ubijak. Pod wpływem intensywnego ubijania mieszanki betonowej, przesuwała się ona pod dolną krawędź rury, a także częściowo była wypychana ku górze na niewielką wysokość. Po osiągnięciu odpowiedniego zagęszczenia gruntu i stopnia ubicia betonu, uzupełniano beton oraz kontynuowano obraną procedurę.
W trakcie wyciągania rury należało uważać, aby pozostawało w niej jeszcze ok. 25-30 cm betonu, co zabezpieczało przed przedostaniem się do wylewanej kolumny masy ziemnej, która osłabiłaby strukturę, jaką miały pale Straussa. Wykonanie pali wymagało doświadczenia i właściwego odczytu długości liny, na której umieszczony był ubijak. Pale Straussa nie były jednolite na całej długości, miały różną grubość, a wielkość zgrubień była odwrotna w stosunku do stopnia zwartości gruntu. Poszerzona podstawa pali przenosiła bezpośrednio obciążenia gruntowe, a każde zgrubienie pozytywnie wpływało na nośność. W późniejszym czasie przy wykonywane były ubijaki kafarowe, kiedy odlewano pale Straussa. Opis i pierwsze zastosowanie tej technologii – datowane jest już na początek XIX wieku. Pale Straussa mogły być również zbrojone – wówczas ubijak poruszał się w rurze pomiędzy wiotkimi prętami stalowymi.
Pale fundamentowe Straussa – ewolucja w technologii
Technologia, w oparciu o jaką wykonywane były pale fundamentowe Straussa, z czasem ewoluowała i została udoskonalona, do czego przyczynił się do tego niemiecki inżynier Wolfsholz. Postęp polegał m.in. na wyeliminowaniu wstrząsów, hałasu i dymu, jakie generowały pracujące przy palowaniu maszyny, bowiem pale Wolfsholza wykonywane były przy użyciu „cichszej” sprężarki. To jednak nie wszystko. W udoskonalonej technologii używane były rury wiertnicze o wewnętrznej średnicy ok. 25-60 cm, a kolejne odcinki dołączane były wraz z sukcesywnym pogrążaniem otworu. W momencie, kiedy pal miał być zbrojony, to – podobnie jak w przypadku pali Straussa – było ono wprowadzane do rury wiertniczej. Zasadnicza różnica polegała na sposobie ubijania betonu. W chwili, gdy rura osadzona została na projektowanej głębokości, nakładano na nią szczelna pokrywę ze specjalnym gwintowanym przyłączem do montażu przewodu, przez który wtłaczane było sprężone powietrze (ciśnienie ok. 0,6 MPa).
Sprężarka pomagała usunąć z rury nagromadzoną w niej wodę, której strumień wciskany był w otaczający grunt lub odprowadzano na zewnątrz poprzez dodatkowym przewód. Innym przyłączem wprowadzany był do rury beton pod ciśnieniem, który później zagęszczany był sprężonym powietrzem. Przy okazji, część betonu wydostawała się przez dolną krawędź rury i wiązała się z przylegającym gruntem, tworząc kotwę. Rura była etapowo podnoszona, a prace były powtarzane i kontynuowane aż do momentu, kiedy cała rura nie została wyprowadzona z gruntu. Pozostawiano zwykle wystające na ok. 50 cm nad głowicę pala pręty zbrojeniowe, aby w następnej kolejności powiązać je ze zbrojeniem żelbetonowej konstrukcji płaskiej budowli.