Тема 5Основні положення по технології процесів улаштування паль

5.1Загальні відомості про пальові фундаменти. Види паль, призначення та область застосування.

Палі — це стержневі конструкції фундаменту, які переда­ють навантаження від споруди на грунт.

За характером статичної роботи розрізняють палі-стояки та висячі палі.

Палі-стояки - це стрижневі конструкції, які опираються нижнім кінцем на скелю для передавання навантаження.

Висячі палі заглиблюють у пружні ґрунти, що можуть стискатись, тоді навантаження передається на ґрунти як нижнім кінцем, так і боковими поверхнями паль.

Залежно від типу будівлі і навантажень, які треба передати на грунт, палі розміщують рядами, кущами або рівномірно розподіляють під усім обєктом, створюючи палеве поле.

Верхні торці паль в одному рівні зєднують плитою з монолітного залізобетону – ростверком.

Палі виготовляють із дерева, бетону, залізобетону, металу, а також з різноманітних комбінацій цих матеріалів.

За технологією влаштування фундаментів палі розрізняються як виготовлені заздалегідь з подальшим зануренням їх у грунт і палі, які виготовляють на місці експлуатації, а також комбіновані.

Палі, виготовлені заздалегідь. До таких паль відносять палі, виготовлені на заводах, полігонах, у майстернях; їх доставляють потім на будівельний майданчик і тим чи іншим методом занурю­ють у грунт. Серед них розрізняють циліндричні, призматичні, пі­рамідальні, з жорстким потовщенням ствола, з розширенням, що розкривається, гвинтовим розширенням.

Циліндричні палі (рис. 5.1, а) можуть бути виготов­лені із дерева, залізобетону та металу з поперечним перерізом у вигляді круга або кільця. Довжина таких паль 6...16м без стиків, а зі стиками—до 30 і навіть 90м. Діаметр паль може бути від 10...15см до 60см. Якщо діаметр кільцевих паль перевищує 60см, то їх називають оболонками. Палі з кільцевим поперечним пере­різом занурюють у грунт як з відкритим, так і з закритим нижнім кінцем.

Призматичні палі (рис. 5.1, а) здебільшого виготов­ляють із залізобетону. Слід зазначити, що метал застосовують тільки після економічного обгрунтування або при будівництві тим­часових споруд. Залізобетонні призматичні палі найчастіше бува­ють завдовжки 4...16 м без стиків з різними поперечними перері­зами.

Палі з квадратним поперечним перерізом зі стороною 25...40 см, як правило, армують чотирма поздовжніми стержнями і попереч­ними охоплюючими хомутами. Внаслідок такого насиченого арму­вання (50...150кг/м³) фундаменти із таких залізобетонних паль менш економічно ефективні, ніж інші типи підвалин. Застосовують та­кож залізобетонні палі, армовані одним стержнем, який поперед­ньо напружують. У них на 1 м³ бетону витрачається 5...12 кг ме­талу.

Застосовують та­кож палі прямокутного, трикутного, таврового та двотаврового перерізу.

Бувають палі пірамідальні: серед них виділяють малопірамідальні і пірамідальні. Малопірамідальні палі з конусністю 3...8% (рис. 5.1, в, б). близькі за формою до призматичних, але в хороших грунтах за несучою здат­ністю вони спроможні сприйняти вертикальне навантаження на 40...60% більше, ніж призматичні.

Пірамідальні палі з розмірами основ 80Х80см та 10Х10см і довжиною 2,8...3,2м успішно експлуатують у грунтах з високою щільністю. Найбільший ефект ці палі дають при роботі на гори­зонтальні навантаження, особливо у спорудах, де виникає розпір (наприклад, тришарнірні арки та рами).

Палі з жорстким потовщенням ствола (рис. 5.1, г) використовують як спеціальні. Розширення ствола в ниж­ній частині використовують при вертикальному навантаженні у шаруватих грунтах з дуже слабким поверхневим шаром. Розши­рення ствола у верхній частині збільшує несучу здатність палі на горизонтальні зусилля при міцному і твердому верхньому шарі грунту.

Палі з розширенням ствола, що розкривається (рис. 5.1, д), дають змогу використовувати можливість грунту краще працювати під нижнім кінцем палі, ніж по її бічній поверхні. Такі палі мають різноманітні конструктивні варіанти, але основна суть цих конструкцій зводиться до того, що до нижнього кінця палі на шарнірах прикріплюють 2...4 плити (лопаті) з металу або залізобетону, які формують спеціальний наконечник.

Наконечник розкриває оператор за допомогою спеціальної штан­ги або троса. Розкритий наконечник збільшує площу нижнього торця палі в 2...3 рази, і відповідно підвищується його несуча здат­ність. Якщо застопорити розкритий наконечник, то така паля мо­же успішно працювати на виривання.

Палі з гвинтовим розширенням (рис. 5.1, е) ви­готовляють в основному з металу. В нижньому кінці палі роблять гвинтову спіраль в 1,5...2 оберти із листового металу. Діаметр роз­ширення може досягати 1,2 м, а довжина палі— 10м. Для вгвин­чування таких паль виготовляють спеціальні машини і оснащення.

Рис. 5.1. Різновиди паль, виготовлених заздалегідь, і їх перерізи:

а — циліндрична і призматична; б — слабопірамідальна; в — пірамідальна; г — з жорстким потовщенням ствола внизу і вгорі; д — з розширенням ствола, що розкривається; е — з гвинто­вим розширенням;