2.2. Вибір виду і конструкцій паль і ростверків

Вид і конструкція палі призначається залежно від інженерно-геологічних умов майданчика і виду навантажень, які передаються на палю.

Форма і конструкція ростверку приймається залежно від форми опорної частини будівлі або споруди /колони, стіни, інженерні споруди/.

Позначку вістря палі призначають з умови прорізки палями верхніх слабких грунтів (піски пухкі, пилуваті, пилувато-глинисті, ґрунти м'яко - пластичної, текучопластичної і текучої консистенції) і заглиблення вістря в нижні щільніші грунти на глибину не менше ніж на 1м.

Позначку підошви ростверку призначають з умови максимального використовування сил тертя по бічній поверхні паль, особливості підземної частини будівлі, наявності підвалу, техпідпілля, приямків, підземних комунікацій, а також глибини закладання фундаментів прилеглих будівель і споруд.

Для безпідвальних будівель верх ростверку заглиблюється нижче за планувальну позначку на 10-15 см, відмітка низу ростверка призначається з умови прорізки ростверком верхнього покривного шару ( грунтово-рослинного шару чи . насипного шару ґрунту) і заглиблення підошви ростверку в несучий шар не менше 0,5м.

Для будівель з підвалом ростверк розташовується нижче за підлогу підвалу.

По визначеним позначкам вістря паль: (А ) підошви ростверку (г) визначають довжину палі

г

Довжина палі приймається кратною одному метру, що дає можливість занурення паль в нижній несучий шар більше 1м.

Сполучення паль з ростверком приймається: ш а р н и р н и м при центральному навантаженні або позацентровому з малими ексцентриситетами із заглибленням голови палі в тіло ростверку на 5-10 см; ж о р с т к и м и при дії вертикальних і горизонтальних навантажень і моментів із заглибленням голови палі в тіло ростверку на 5-10 см і відгинами робочої арматури палі завдовжки 25-30 см поверх робочої арматурної сітки ростверку.

2.3. Визначення несучої здатності паль.

Залежно від виду ґрунту під вістрям- палі останні поділяються на палі-стійки і висячі палі - /палі тертя/.

Палі вважаються стійками в тому випадку, якщо вістря палі опирається на скельні або великоуламкові породи, і на пилувато-глинисті ґрунти твердої консистенції у водонасиченому стані. Для решти видів ґрунту на які опираються палі, вони вважаються висячими.

Несуча здатність палі-стійки по ґрунту визначається по формулі:

(2.1)

де - коефіцієнт умов роботи палі в ґрунті:

А - площа перетину стволу палі біля вістря /для порожнистих паль круглого перетину і паль-оболонок рівна площі поперечного перетину нетто за відсутності заповнення їх порожнини бетоном на висоту не менше трьох діаметрів стовбура палі/;

R - розрахунковий опір під нижнім кінцем палі-стійки.

Для всіх видів забивних паль-оболонок, заповнюваних бетоном і закладених в не вивітрілий скельний ґрунт, не менше ніж на0,5 м

(2.2)

де - R_сп нормальне значення межі міцності на одноосне стиснення скельного ґрунту у водонасиченому стані, кПа;

- коефіцієнт надійності по ґрунту, що приймається рівним 1,4;

- розрахункова глибина закладення набивної палі або палі-оболонки в скельний ґрунт;

- зовнішній діаметр закладеної в скельний ґрунт набивної палі або палі-оболонки.

Несуча здатність висячої палі і палі-оболонки, занурюваної без виїмки ґрунту, працюючих на стискаюче навантаження, слід визначити як суму сил розрахункових опорів грунтів основи під нижнім кінцем палі і на її бічній поверхні по формулі:

(2.3)

де = 1 - коефіцієнт умов роботи палі в ґрунті;

R - розрахунковий опір ґрунту під нижнім кінцем палі, кПа, що приймається по табл.1 СНиП 2.02.03.-85 або табл. 2.1 даних вказівок;

А - площа ствола палі біля вістря, м2, що приймається за площею поперечного перетину палі брутто або за площею перетину камуфлекторного розширення по його найбільшому діаметру або за площею нетто палі оболонки;

U - зовнішній периметр поперечного перетину ствола палі;

, - коефіцієнти умов роботи ґрунту відповідно під нижнім кінцем і на бічній поверхні палі, що враховують впливи способу занурення палі; для забивних залізобетонних паль суцільного перетину приймається рівними I, для решти способів занурення приймається з табл.3 СНиП 2.02.03-85;

- розрахунковий опір i-того шару ґрунту на бічній поверхні палі, кПа, що приймається по табл.2 СНиП 2.02.03-85; або по табл.. 2.2. вказівок.

- товщина i-того шару ґрунту, що прилягає до бічної поверхні палі.( мал. 2.7.)

Мал. 2.7. Схема до визначення несучої здатності палі.

Таблиця 1.

Глибина заглиб-лення ниж-нього кінця палі, м	Розрахункові опори під нижнім кінцем забивних паль та паль-оболонок, які заглиблюють без виїмки ґрунту, R, кПа (тс/м2)
	піщаних грунтів середньої щільності
	гравелистих	крупних	-	середньої крупності	мілких	пилуватих	-
	пилувато-глинистих грунтів, показник текучості IL яких, дорівнює
	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6
3	7500 (750)	6600 (660) 4000 (400)	3000 (300)	3100 (310) 2000 (200)	2000 (200) 1200 (120)	1100 (110)	600 (60)
4	8300 (830)	6800 (680) 5100 (510)	3800 (380)	3200 (320) 2500 (250)	2100 (210) 1600 (160)	1250 (125)	700 (70)
5	8800 (880)	7000 (700) 6200 (620)	4000 (400)	3400 (340) 2800 (280)	2200 (220) 2000 (200)	1300 (130)	800 (80)
7	9700 (970)	7300 (730) 6900 (690)	4300 (430)	3700 (370) 3300 (330)	2400 (240) 2200 (220)	1400 (140)	850 (85)
10	10500 (1050)	7700 (770) 7300 (730)	5000 (500)	4000 (400) 3500 (350)	2600 (260) 2400 (240)	1500 (150)	900 (90)
15	11700 (1170)	8200 (820) 7500 (750)	5600 (560)	4400 (440) 4000 (400)	2900 (290)	1650 (165)	1000 (100)
20	12600 (1260)	8500 (850)	6200 (620)	4800 (480) 4500 (450)	3200 (320)	1800 (180)	1100 (110)
25	13400 (1340)	9000 (900)	6800 (680)	5200 (520)	3500 (350)	1950 (195)	1200 (120)
30	14200 (1420)	9500 (950)	7400 (740)	5600 (560)	3800 (380)	2100 (210)	1300 (130)
35	15000 (1500)	10000 (1000)	8000 (800)	6000 (600)	4100 (410)	2250 (225)	1400 (140)

Примітки: 1. Над межею дані течії R для піщаних грунтів, під межею — для пылувато-глинистих.

2. У табл. 1 і 2 глибину занурення нижнього кінця палі і середню глибину розташування шару ґрунту при плануванні території зрізаючою, підсипає, намиванням до 3 м слід приймати від рівня природного рельєфу, а при зрізаючій, підсипає, намиванні від 3 до 10 м — від умовної відмітки, розташованої відповідно на 3 м вище за рівень зрізає або на 3 м нижче за рівень підсипає.

Глибину занурення нижнього кінця звіюй і середню глибину розташування шару ґрунту у водоймищі слід приймати від рівня дна після загального розмиву розрахунковим паводком, на болотах — від дна рівня болота.

При проектуванні шляхопроводів через виїмки завглибшки до 6 м для паль, забиваних молотами без підмиву або влаштування лідерних свердловин, глибину занурення у грунт нижнього кінця палі в табл. 1 слід приймати від рівня природного рельєфу в місці спорудження фундаменту. Для виїмок завглибшки більше 6 м глибину занурення паль слід приймати як для виїмок завглибшки в 6 м.

3. Для проміжних глибин занурення паль і проміжних значень показника текучості IL пылувато-глинистих грунтів значення R і fi в табл. 1 і 2 визначаються інтерполяцією.

4. Для щільних піщаних грунтів, ступінь густини яких визначений за даними статичного зондування, значення R по табл. 1 для паль, занурених без використовування підмиву або лідерних свердловин, слід збільшити на 100%. При визначенні ступеня густини ґрунту за даними інших видів інженерних досліджень і відсутності даних статичного зондування для щільних пісків значення R по табл. 1 слід збільшити не 60 %, але не більше ніж до 20 000 кПа (2000 тс/м1).

5. Значення розрахункових опорів R по табл. 1 допускається використовувати при умові, якщо заглиблення паль в ґрунт, що не розмивається і не зрізається, складає не менше:

4,0 м — для мостів і гідротехнічних споруд;

3,0 м — для будівель і інших споруд.

6. Значення розрахункового опору R під нижнім кінцем забивних паль перетином 0,15x0,15 м і менше, що використовуються як фундаменти під внутрішні перегородки одноповерхових виробничих будівель, допускається збільшувати на 20%.

7. Для супісків при числі пластичності Ip  4 і коефіцієнті пористості е < 0,8 розрахункові опори R і fi слід визначати як для пилуватих пісків середньої щільності.

Таблиця 2.

Середня глибина розташування шару грунта, м	Розрахункові опори на боковій поверхні забивних паль та паль-оболонок fi, кПа (тс/м2)
	піщаних грунтів середньої щільності
	крупних та середньої крупності	мілких	пилуватих	-	-	-	-	-	-
	пилувато-глинистих грунтів, показник текучості IL яких, дорівнює
	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
1	35 (3,5)	23 (2,3)	15 (1,5)	12 (1,2)	8 (0,8)	4 (0,4)	4 (0,4)	3 (0,3)	2 (0,2)
2	42 (4,2)	30 (3,0)	21 (2,1)	17 (1,7)	12 (1,2)	7 (0,7)	5 (0,5)	4 (0,4)	4 (0,4)
3	48 (4,8)	35 (3,5)	25 (2,5)	20 (2,0)	14 (1,4)	8 (0,8)	7 (0,7)	6 (0,6)	5 (0,5)
4	53 (5,3)	38 (3,8)	27 (2,7)	22 (2,2)	16 (1,6)	9 (0,9)	8 (0,8)	7 (0,7)	5 (0,5)
5	56 (5,6)	40 (4,0)	29 (2,9)	24 (2,4)	17 (1,7)	10 (1,0)	8 (0,8)	7 (0,7)	6 (0,6)
6	58 (5,8)	42 (4,2)	31 (3,1)	25 (2,5)	18 (1,8)	10 (1,0)	8 (0,8)	7 (0,7)	6 (0,6)
8	62 (6,2)	44 (4,4)	33 (3,3)	26 (2,6)	19 (1,9)	10 (1,0)	8 (0,8)	7 (0,7)	6 (0,6)
10	65 (6,5)	46 (4,6)	34 (3,4)	27 (2,7)	19 (1,9)	10 (1,0)	8 (0,8)	7 (0,7)	6 (0,6)
15	72 (7,2)	51 (5,1)	38 (3,8)	28 (2,8)	20 (2,0)	11 (1,1)	8 (0,8)	7 (0,7)	6 (0,6)
20	79 (7,9)	56 (5,6)	41 (4,1)	30 (3,0)	20 (2,0)	12 (1,2)	8 (0,8)	7 (0,7)	6 (0,6)
25	86 (8,6)	61 (6,1)	44 (4,4)	32 (3,2)	20 (2,0)	12 (1,2)	8 (0,8)	7 (0,7)	6 (0,6)
30	93 (9,3)	66 (6,6)	47 (4,7)	34 (3,4)	21 (2,1)	12 (1,2)	9 (0,9)	8 (0,8)	7 (0,7)
35	100 (10,0)	70 (7,0)	50 (5,0)	36 (3,6)	22 (2,2)	13 (1,3)	9 (0,9)	8 (0,8)	7 (0,7)

Примітки: 1.. При визначенні розрахункового опору ґрунту на бічній поверхні паль fi; по табл. 2 слід враховувати вимоги, висловлені в прим. 2 і 3 до табл. 1.

2. При визначенні по табл. 2 розрахункових опорів грунтів на бічній поверхні паль fi пласти грунтів слід розчленовувати на однорідні шари завтовшки не більше 2 м.

3. Значення розрахункового опору щільних піщаних грунтів на бічній поверхні паль fi слід збільшувати на 30 % в порівнянні із значеннями, приведеними в табл. 2.

4. Розрахункові опори супісків і суглинків з коефіцієнтом пористості е < 0,5 і глин з коефіцієнтом пористості е < 0,6 слід збільшувати на 15% в порівнянні із значеннями, приведеними в табл. 2, при будь-яких значеннях показника текучості.

Таблиця 3.

Способи занурення забивних паль та паль оболонок, які занурюють без виїмки ґрунту, та види ґрунтів	Коефіцієнти умов роботи ґрунту при розрахунку несучої здатності паль
	під нижнім кінцем cR	на боковій поверхні cf
1. Занурення сполошних та полих із закритим нижнім кінцем паль механічними (підвісними), пароповітряними та дизельними молотами	1,0	1,0
2. Занурення забивкою та вдавлюванням в заздалегідь пробурені лідерні свердловини з заглибленням кінців паль не менш ніж 1м нижче забою свердловини при її діаметрі: а) рівному стороні квадратної палі б) на 0,05м менш ніж сторона квадратної палі в) на 0,15м менш ніж сторона квадратної або діаметра палі круглого перерізу (для опор ліній електропередач)	1,0 1,0 1,0	0,5 0,6 1,0
3. Занурення з підмивом в піщані ґрунти за умови добивання паль на останньому етапі занурення без використання підмиву на 1м та більше	1,0	0,9
4. Віброзанурення паль-оболонок, віброзанурення та вібровдавлювання паль в ґрунти: а) піщані середньої щільності крупні та середньої крупності мілкі пилуваті б) пилувато-глинисті з показником текучості IL=0,5: супіски суглинки глини в) пилувато-глинисті з показником текучості IL≤0	1,2 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 1,0	1,0 1,0 1,0 0,9 0,9 0,9 1,0
5. Занурення молотами довільної конструкції полих залізобетонних паль з відкритим нижнім кінцем: а) при діаметрі полості палі 0,4м та менше б) при діаметрі полості палі від 0,4м до 0,8м	1,0 0,7	1,0 1,0
6. Занурення довільним способом полих паль круглого перерізу з закритим нижнім кінцем на глибину 10м та більше з послідуючим улаштуванням в нижнім кінці палі камуфлетного уширення в піщаних ґрунтах середньої щільності та в пилувато-глинистих ґрунтах з показником текучості IL≤0,5 при діаметрі уширення, який дорівнює: а) 1,0м незалежно від вказаних видів грунта б) 1,5м в пісках та супісках в) 1,5м в суглинках та глинах	0,9 0,8 0,7	1,0 1,0 1,0
7. Занурення паль вдавлюванням: а) в піски середньої щільності крупні, середньої крупності та мілкі б) в піски пилуваті в) в пилувато-глинисті ґрунти з показником текучості IL<0,5 г) в пилувато-глинисті ґрунти з показником текучості IL≥0,5	1,1 1,1 1,1 1,0	1,0 0,8 1,0 1,0

Примітка. Коефіцієнти _cR та _cf по поз. 4 табл. 3 для пилувато-глинистих грунтів з показником текучості 00,5> I_L >0 визначаються інтерполяцією.

Розрахунковий опір f_і ґрунту на бічній поверхні таких паль на ділянці розширення, а в піщаних ґрунтах — і на ділянці ствола слід приймати таким же, як для паль без розширення; в пилувато-глинистих ґрунтах опір f_і на ділянці ствола, розташованого в створі розширення, слід приймати рівним нулю.

2. Розрахункові опори грунтів R і f_і у формулі (8) для лесових пылувато-глинистих грунтів при глибині занурення паль більше 5 м слід приймати по значеннях, вказаних в табл. 1 і 2 для глибини 5 м.

Крім того, для цих грунтів у разі можливості їх замочування розрахункові опори R і f_і вказані в табл. 1 і 2, слід приймати при показнику текучості, відповідному повному водонасиченню ґрунту.

4.3. Для забивних. паль, що опираються нижнім кінцем на пухкі піщані ґрунти або на пылувато-глинисті ґрунти з показником текучості I_{L >} 0,6, несучу здатність слід визначати за наслідками статичних випробувань паль.

4.4. Несучу здатність пірамідальних, трапецеїдальних і ромбоподібних паль, що прорізають піщані і пилувато-глинисті ґрунти, F_d, кH (тс), з нахилом бічних граней i_r < 0,025 слід визначати по формулі

(2.4)

де _с, R, А, - те ж, що у формулі (2.3);

F_d,

u_і - зовнішній периметр i-го перетину палі, м;

- сума розмірів сторін i-ro поперечного перетину паль, м, які мають нахил до осі палі;

i_р - нахил бічних граней палі в долях одиниці;

e_I - модуль деформації і-го шару ґрунту, що прилягає до бічної поверхні палі, кПа(тс/м2^), визначуваний даними компресійних випробувань;

k_і - коефіцієнт, залежний від виду ґрунту приймається по табл. 4;СНиП 2.02.03-85

_r - коефіцієнт реології, що приймається = 0,8.

Примітки: 1. При ромбоподібних палях підсумовування опорів ґрунту на бічній поверхні ділянок із зворотним нахилом у формулі. (9) не проводиться.

2. Розрахунок пірамідальних паль з нахилом бічних граней i_р > 0,025 допускається проводити відповідно до рекомендованих вимог у додатку 2.