Розділ 6. Розрахунок пальових фундаментів

6.1. Загальні вимоги до розрахунку пальових фундаментів

За сучасних умов при будівництві висотних будівель та споруд, що передають значні навантаження, широко використовують пальові фундаменти. Вони дозволяють передавати навантаження на більш глибокі шари ґрунту, що підвищує їх несучу здатність порівняно з фундаментом неглибокого закладання, та мають значно менші деформації основи. Якщо при новому будівництві раніше використовували тільки забивні палі, то тепер значне поширення мають буронабивні, буроін’єкційні та вдавлювані палі. До того ж на забудованих територіях, коли можливий вплив нового будівництва на сусідні будівлі і споруди, використання буронабивних і вдавлюваних паль, що не мають динамічного впливу на основу при влаштуванні, є обов’язковим.

Останнім часом широке використання знайшла нова технологія влаштування буроін’єкційних паль, при якій через порожнинний шнек, що заглиблений на проектну глибину, під тиском подається бетонна суміш, яка створює стовбур палі. Армування цієї палі забезпечується заглибленням арматурного каркасу в тільки що влаштований стовбур. Такі палі отримали назву „буроін’єкційні палі великого діаметру” (більше 0.40 м). Їх виготовляють за допомогою станків фірми “Бауер” та ін.

Розрахунок пальових фундаментів полягає в попередньому визначенні несучої здатності одиночної палі прийнятих розмірів, як за несучою здатністю ґрунтів основи, так і за несучою здатністю матеріалу палі (остання повинна бути вищою), та встановленні необхідної кількості паль у складі пальового фундаменту. Ці розрахунки виконуються за І-ю групою граничних станів (за несучою здатністю основи та матеріалу паль).

Несуча здатність палі для реальних об’єктів визначається, як правило, за даними випробування паль статичним навантаженням [15]. В окремих випадках норми [5] дозволяють визначити остаточно несучу здатність забивних та вдавлюваних паль за результатами випробування еталонної палі чи інвентарної випробувальної палі-зонду ІВП-127 (ИИС-127). Точність визначення (відхилення) цих методів, порівняно з даними статичних випробувань, у межах 5…10%, що допустимо для практики. За даними статичного зондування визначають попередню величину несучої здатності паль (вона має точність до 10…25%), яка повинна контролюватись за даними випробування статичним і (або) динамічним навантаженням. Ці методи потребують даних реальної оцінки несучої здатності основи паль, яку при курсовому проектуванні відтворити важко.

Примітка. Конструкція палі-зонду ІВП-127 створена на кафедрі основ і фундаментів КНУБА, як і методика її випробування. Вона знайшла широке використання на практиці в Україні та за її межами.

В той же час, норми [5] рекомендують для визначення несучої здатності всіх видів паль теоретичні формули, що враховують табличні значення опору ґрунту під нижнім кінцем палі та по її бічній поверхні. Таке визначення несучої здатності паль є досить наближеним (точність до 50%), а тому використовується при реальному проектуванні для попереднього призначення параметрів паль та величини допустимого розрахункового навантаження на палю. Цей метод і використовується в курсовому проектуванні, як найбільш доступний.

Окрім розрахунку паль на вертикальне навантаження їх розраховують і на горизонтальне навантаження. Такі розрахунки виконують для утримуючих конструкцій. В цивільному та промисловому будівництві використовують переважно фундаменти з низьким ростверком, при якому весь пальовий фундамент заглиблюється в ґрунт. Пальові фундаменти з високим ростверком (він влаштовується над поверхнею ґрунту) мають значно меншу область використання.