Коефіцієнт пропорційності для розрахунку паль

Характеристика ґрунтів, що оточують палю	Коефіцієнт пропорційності, k, кН/м3
Піски крупні (0.55  е  0.7), глини та суглинки тверді (ІL  0)	18000…30000
Піски дрібні (0.6  е  0.75), середньої крупності (0.55  е  0.7); супіски тверді (ІL  0); глини і суглинки тугопластичні та напівтверді (0  ІL  0.5)	12000…18000
Піски пилуваті (0.6  е  0.8); супіски пластичні (0  ІL  1); глини і суглинки м’якопластичні та (0.5  ІL  0.75)	7000…12000
Глини та суглинки текучопластичні (0.75  ІL  1)	4000…7000
Піски гравелисті (0.55  е  0.7), крупноуламкові з піщаним заповненням	50000…100000

Для щільних пісків k приймають на 30 % більшим, ніж приведені в табл. 47.

Призначаючи k, необхідно, перш за все, оцінювати верхню частину товщі, яку проходить паля.

Для прикладу визначимо величину k для палі С80.30 та ґрунтових умов майданчика, що розглянуті вище. Так, як з поверхні біля палі залягають супіски з І_L = 0.40, то за табл. 47 приймаємо k = 10000 кН/м³ (відповідно до значення І_L) хоча ця вимога не є обов’язковою.

З урахуванням табл. 36 і додатку 4 приймаємо, що паля С80.30 виготовляється з важкого бетону класу В20, а її стовбур армується стержнями 4  12 А400С.

Для палі 30×30, маємо b_р =1.5×0.30 + 0.5 = 0.95 м.

b_р – умовна ширина палі, що приймається при d < 0.8 м як b_р = 1.5d + 0.5 м.

_с – коефіцієнт умов роботи для куща або плитного фундаменту, _с=1.0;

Е – модуль пружності бетону: Е_b, для В 20 – 2710³ МПа (див. табл. 32);

І – момент інерції поперечного перерізу палі, м⁴. Для палі 30×30 см:

І = =.

Тоді для палі С 80.30 при В20:

, 1/м.

Звідси: = , м.

Величина гнучкості  = / h = 0.572 / 0.3 = 1.91 < 4, тобто розрахунок на стиск можна проводити без урахування гнучкості стовбура палі.

Так, як = 0.598 < 20, h = 20×0.3 = 6.0 м, при армуванні стержнями 416 А400 С розрахунок ведемо як центральностиснутого елемента, але з урахуванням випадкового ексцентриситету, що дорівнює:

а) е_а1 = 0.598 / 600 = 0.001 м;

б) е_а2 = 0.30 / 30 = 0.01 м;

в) е_а3 = 0.01 м.

Тобто, е_а = 10 мм.

Для центральностиснутого елемента використаємо наступну формулу:

,

де . При симетричному завантаженні, як це і має місце в забивних палях квадратного перерізу, відповідно до п. 3.64 посібника[35], величину φ спрощено можна приймати за табл. 48:

Таблиця 48

Величини коефіцієнта φ

/ h	6	8	10	12	14	16	18	20
φ	0.92	0.91	0.90	0.89	0.87	0.84	0.79	0.74

12 A_s = 4113 = 452 мм² = 4.52 см² – поздовжня арматура в стиснутій та розтягнутій зоні.

А – площа поперечного перерізу по бетону (30×30 = 900 см²).

Так, як, А_s.tot / А = 4.52 / 900 = 0.005 (0.50 %), що менше 2 %, то А = 0.09 м².

Тоді, несуча здатність палі за матеріалом буде (при =11.5 МПа за табл. 32 і МПа за табл. 33):

N = 0.92(11500  0.09 + 375000  0.000452) = 1108 кН.

Зазвичай ця величина стиснутого навантаження досить велика, але потрібно враховувати, що арматура в забивній палі підбирається за умови її роботи на згин при транспортуванні.

Примітка. Отримане значення N узгоджується з табличною оцінкою (табл.36, N=1000 кН).

Розглянемо також, як приклад, визначення несучої здатності бетонної буроін’єкційної палі (така ситуація часто виникає, коли нижня частина палі не армується).

Розрахункове навантаження, допустиме на буроін’єкційну палю діаметром 620 мм, за міцністю матеріалу стовбура становить (за посібником [39]):

2.6046 кгс = 2604.6 кН,

де А – площа поперечного перерізу стовбура палі:

R_b = 145 МПа, відповідно табл.32 посібника;

_b2 = 1.0 – коефіцієнт, що враховує тривалість дії навантаження у водонасичених ґрунтах – за табл.15, п.2а норм [7];

_b3 = 0.85 – коефіцієнт, що враховує бетонування у вертикальному положенні при висоті шару більше 1.5 м – за табл.15 норм [7];

_сb = 0.70 – коефіцієнт умов роботи – відповідно п.3.8 СНиП [5] та зміни №1 до цих норм.

У цьому розрахунку коефіцієнт поздовжнього згину  = 1.0 (табл. 1 посібника [39]).

З часом величина N буде значно підвищуватись за рахунок додаткового твердіння бетону проти прийнятих у розрахунку 28 діб. За цих умов таке збільшення може складати до 30...50% [39]. У випадку застосування залізобетонної буронабивної чи буроін’єкційної палі, їх несуча здатність визначається за формулою, як і для забивних паль (див. вище), з урахуванням зменшення R_b.