Загальні відомості про пальові фундаменти

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

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.

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; 1-квадрат; 2-трикутник; 3— прямокутник; 4 -кільце; 5-двутавр;6- коло; 7- тавр.

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...16м без стиків з різними поперечними перері­зами.

Палі з квадратним поперечним перерізом зі стороною 25...40см, 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 1м³ бетону витрачається 5...12кг ме­талу.

Бувають палі пірамідальні: близькі до них за формою (рис. 5.1, в, б). Останні з конусністю 3...8% майже 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 1,2м, а довжина палі— 10м. Для вгвин­чування таких паль виготовляють спеціальні машини і оснащення.

Занурення паль.

Палі, виготовлені заздалегідь заби­вають, вдавлюють у грунт, занурюють за допомогою вібрації або розмиву грунту водою та вгвинчують.

Для забивання паль застосовують молоти: механічні, пароповітряні, дизельні штангові та трубчасті молоти, гідравлічні.

Механічний молот — це важкий чавунний виливок, який за до­помогою лебідки підіймається в напрямних стріли копра на по­трібну висоту, а потім, відчепившись від крюка, у вільному падінні б'є по палі.

Пароповітряні молотиможуть бути одиничної дії, якщо ударна частина молота падає тільки під дією своєї маси, і подвійної, як­що до сили удару падаючої маси додається тиск повітря або пари.

Дизельні штангові та трубчасті молоти об'єднують переваги пер­ших двох молотів, вони ефективніші від пароповітряних за рахунок автономності.

Гідравлічний молот— це аналог пароповітряного, але енергоно­сієм є робоча рідина, яка працює в замкненій системі. Гідравлічний привід має можливість створювати значний тиск (30...60 МПа). При рівних площах робочих поверхонь поршнів цей молот у порів­нянні з пароповітряним розвиває в 10...100 разів більшу енергію удару по палі. Такі молоти найбільш екологічно чисті.

Вдавлюють палі у тих міс­цях, де недопустимі динамічні навантаження на грунт та на будівлі, які знаходяться поряд. Оскільки цей метод застосову­ють рідко, то машини для цьо­го виготовляють спеціально. Раніше для цього пристосову­вали платформи з навантажен­ням у вигляді штучних ванта­жів або будівельних машин, здебільшого тракторів.

Установка для вдавлюван­ня паль на основі гусеничного крана ДЕК-25 має вакуумний анкер з робочою площею 15м². Така установка може розвива­ти 100...120т вдавлюючого зу­силля (рис. 5.3).

Для вдавлювання паль ви­користовують спеціальне осна­щення, яке закріплюється на масивних ростверках і за допомогою гідродомкратів вдавлює палі крізь отвори в ростверку.

Палі з малим поперечним перерізом, шпунт або трубчасті палі-оболонки з відкритим нижнім кінцем занурюють за допомогою віб­рації. Цей метод застосовують у водонасичених грунтах. Крім віб­рації, використовують привантаження, тобто спеціально збільшу­ють масу вібратора або ж через поліспастову систему передають на палю частину маси копрової установки.

Рис. 5.2. Копри для занурення паль:

а — на базі автомобіля; б — копрове оснащення на екскаваторі; в — мостова палебійна уста­новка; 1—гідроциліндр піднімання стріли; 2— молот; З—стріла; 4— паля; 5— напрямна молота; 6— рухомий міст; 7—рейки.

У водонасичених грунтах занурення паль відбувається також під впливом вібрації і удару — віброударний метод. Принцип ро­боти вібромолота — це синхронне обертання двох неврівноважених мас (рис. 5.4).

Занурення паль за допомогою підмиву виконують здебільшого в гідротехнічному будівництві. Потужні струмені води із сопел, закріплених на вістрі палі, розмивають грунт, і паля занурюється в грунт під дією своєї маси. Після занурення порожнину навколо палі замивають грунтом або палю трохи добивають.

Рис. 5.3. Установка з вакуумним анке­ром для вдавлювання паль:

1 — оголовок і поліспастове обладнання; 2 — копрова стійка; 3—упорна рама; 4—ваку­умний анкер; 5—допоміжна опора; 6—паля.

Рис. 5.4. Принципова схема вібромолота:

1 — ударна частина з електродвигуном; 2 — дебаланси; З — бойок; 4 — пружини; 5 — наковальня; 6 — паля.

Поиск по сайту: