Пальово-набивної фундамент з ростверком. буронабивні палі

§ 1. Загальні відомості

Поняття «набивні палі» об'єднує велику кількість різних конструкцій паль і методів їх виготовлення. Але для всіх видів набивних паль принципово загальної є основна технологічна схема: в грунті тим чи іншим методом влаштовують свердловину, яку потім заповнюють бетоном.

Якщо до заповнення свердловини бетоном в неї опускають сталевий арматурний каркас, то виходить залізобетонна набивна паля. ,

Застосування того чи іншого способу пристрою свердловини і способу заповнення її бетоном залежить від багатьох чинників: геолого і гідрогеологічних умов будівельного майданчика, експлуатаційних вимог до пальових фундаментів, механовооружен-ності будівництва і т. П.

Як зазначалося раніше, технологію пристрою набивних паль вперше запропонував інженер А. Е. Страус, який застосовував їх в 1899 р на будівництві будівель управління Південно-західними залізницями Росії.

Набивні палі були широко поширені на початку XX ст. Крім паль Страусса тоді з'явилися й інші їхні системи: «Комп-рессоль» (Франція, 1900 р конструкція запропонована Дюлак), «Симплекс» (США, 1903 р запропонована Ф. Шуманом), «Франки» і «Франкіньоль» (Франція, 1909, запропоновані Ф. Франкіньолем) і ін ..

До теперішнього часу в різних країнах   розроблено велику кількість різних видів бетонних і залізобетонних набивних паль.

У Радянському Союзі набивні палі застосовувалися раніше в мостобудуванні, при будівництві великих будівель (деяких нових висотних в Москві), при спорудженні Бєлгородської ЦЕС і Кіне-шемской ТЕЦ, а також для посилення фундаментів раніше збудованих будівель (Малий театр в Москві, надбудова будинку Держбанку) та ін.

Обмежене застосування набивних паль в довоєнний період пояснюється в основному їх відносно високою вартістю в порівнянні з вартістю пристрою інших видів фундаментів. Тому набивні палі раніше застосовували в тих випадках, коли не можна було використовувати забивні палі через вібрації, метушні

кающих в грунті в процесі їх забивання, або коли влаштувати фундаменти без паль важко.

Зрослі можливості техніки буріння, віброзанурення,

підривання в шпурах, бетонування, а також створення нових ма

шин для пристрою набивних паль - все це разом узяте в по

следние 10-15 років підвищило інтерес до пристрою набивних паль

і зумовило появу нової машинної технології і нових кін

трукцій.

В даний час із загального обсягу пальових фундаментів в країні, що досягає 5 млн. М3 залізобетону в рік, 10% припадає на набивні палі. У США, ФРН, Японії та деяких інших країнах, що відрізняються специфічними умовами будівництва (обладнання, кадри) та іншими його масштабами, набивні палі становлять 40-60% обсягу застосування всіх видів паль.

У вітчизняному будівництві широко застосовують набивні палі на провідних промислових будівництвах країни - КамАЗі, Нижньокамську нефтехімкомбінате, Атоммаші і ін. Застосування набивних паль в ряді випадків дає значний ефект. Наприклад, на будівництві КамАЗа економія прямих витрат склала 7 млн. Руб. в порівнянні з пристроєм несвайних фундаментів, а загальний економічний ефект з урахуванням скорочення термінів будівництва (розрахунковий) перевищує 100 млн. руб.

На будівництві Камського автозаводу пристрій набивних паль велося вперше з впровадженням потокової технології та організації робіт. Практика цього будівництва і великі дослідження, проведені НІС Гидропроект, відображені в даному розділі.

характерними сучасними тенденціями   в області пристрою набивних паль є наступні: підвищення несучої здатності цих паль шляхом збільшення площі їх спирання на грунт; застосування коротких набивних паль (2,5-6 м) в масовому житловому будівництві; створення спеціалізованих будівельних організацій, які виконують роботи по влаштуванню набивних паль.

При описі способів виконання робіт по влаштуванню набивних паль буде розглянуто виготовлення так званих ґрунтових паль. Свердловини для таких паль роблять в основному тими ж способами, що і для набивних бетонних паль, а потім заповнюють грунтом.

За конструктивним призначенням, розміщення в плані і роботі, в грунті між бетонними палями і ґрунтовими є принципова відмінність. Бетонні або залізобетонні палі є жорсткі стрижні, що становлять основну частину пальового ф у н д а м е н т а. Від таких паль навантаження від споруди передається грунту. Поняття ж «грунтова паля» є умовним. Призначення останньої полягає тільки в ущільненні грунту, що залягає нижче підошви фундаменту. Після закінчення робіт по ущільненню грунту грунтовими палями вони фізично перестають існувати і разом з ущільненим грунтом утворюють більш-менш однорідне штучне підставу. Чим більше матеріал

ґрунтових паль за своїми властивостями і складом наближається до властивостей і складу ущільнюється грунту, тим однорідніше буде і з-кусственное підставу.

У цьому розділі описані сучасні методи виготовлення набивних бетонних і залізобетонних паль, застосовуваних у вітчизняній і зарубіжній практиці, а також особливості конструкцій фундаментів на набивних палях.

§ 2. Види набивних паль і способи їх виготовлення

Залежно від матеріалу, конструкції і способів виготовлення розрізняють наступні види набивних паль:

за матеріалом - бетонні, залізобетонні, піско- і грунто-бетонні, піщані, грунтові, комбіновані із застосуванням металевої, асбоцементной і синтетичних оболонок, збірного залізобетону, дерева;

по глибині залягання - короткі (до 6 м) і довгі (більше 6 м). - Крім цього, набивні палі підрозділяють:

в залежності від розташування паль в плані - поодинокі, пальові кущі, смуги і поля;

за способом закладення - з вільною головою і закладенням в бетон ростверку або фундаментної плити;

по відношенню осі до горизонтальної площини - вертикальні і похилі;

на горизонтальному перерізі стовбура - круглі суцільні і кільцеві;

по вертикальному перетину стовбура - циліндричні, гофровані, конічні, з розширеною п'ятою;

за характером роботи в грунті - висячі сван, палі-стійки та гвинтові.

Способи утворення свердловин наступні: механічне і вібро механічне буріння, Пробивання отворів конусом або лідер-ної трубою, буріння під глинистим розчином, вибуховий метод.

Застосовують наступні способи бетонування стовбура: пряме, із застосуванням вертикально переміщається труби (ТВП), під глинистим розчином, під захистом обсадної труби, Бетонування з трамбуванням, пневмо- і гідропресування, роздільне бетонування і ін.

Способи освіти розширені і й стовбурів можливі наступні: механічне трамбування, механічне буріння сухим способом або під глинистим розчином, гідро- і електромеханічним роздавлюванням, термомеханическим бурінням, вібрацією, пневмо- і гідропресування і вибуховим методом.

В основу пропонованої в даній роботі класифікації, набивних паль покладені способи влаштування свердловин і методи їх бетонування.

На практиці застосовують два основних способи освіти свердловин під набивні палі для подальшого заповнення їх бетоном: бурінням або пробивкой грунту. За першим способом в залежності від грунту бурять свердловини без зміцнення стінок або зі зміцненням їх глинистим розчином, а також під захистом обсадних труб. За другим способом свердловини пробивають теж в залежності від виду грунту сердечниками або трубами з глухим нижнім кінцем, трубами з втрачається черевиком або трубами-оболонками з глухими нижніми кінцями, які залишаються в грунті. Останній метод є перехідним до установки забивних порожнистих паль з глухим нижнім кінцем.

Схеми освіти свердловин для пристрою набивних паль показані на 10.1. Як видно зі схеми, пристрій набивних паль можна розділити на шість основних груп. У перші три групи входять ті види набивних паль, для влаштування яких свердловини утворюють бурінням. Ці групи отримали загальну назву буро-набивних паль.

Три групи набивних паль, для влаштування яких свердловини пробивають, поки ще не мають об'єднує назви.

Нижче подано коротку характеристику шести груп паль з урахуванням методів їх влаштування.

I група - палі, для яких свердловини утворюють бурінням сухим способом без глинистого розчину і обсадних труб: свердловини бурять роторним або іншим способом без розширення стовбура або п'яти або з розширенням (палі камуфлетного, з розбурюється п'ятої, лучевідние); свердловини утворюють з лідерних буровим шпурів з наступним збільшенням їх діаметра до заданих розмірів за допомогою вибуху (гофровані палі і ін.); то ж, роторним бурінням з разбуріваемих порід з додаванням цементу (грунтобетонних палі).

II група - палі, для яких свердловини утворюють роторним

бурінням без обсадних труб, а бетонування ведуть під Глініс

критим розчином: діаметром до 1 м (системи НДІБВ Держбуду

УРСР та ін.); діаметром більше 1 м - бурові опори (системи

ЦНДІЗ Минтрансстроя і ін.).

III група - палі, для яких бурять свердловини з застосуванням

ням обсадної труби, бетонування виробляють під захистом по

статечно витягується труби: бетонування ведуть механічним

трамбуванням бетону, що подається в свердловину (палі системи

Страусса, Беното і ін.); палі утворюють пневматичним прессо

ванием бетону (палі системи Вольфсхольтца, Грюна, Медведєва,

Боженкова і Гузєєва); бетонування ведуть гідравлічним прес

ження бетону (палі системи «Має також - Міхаеліс» і ін.).

IV група - палі, для яких отвори в грунті утворюють

штампами і бетонування ведуть без обсадки: палі, для яких

отвори в грунті пробивають конусами-штампами (палі систем

«Компрессоль», Пангаева, опори в витрамбованних котлованах

та ін.); отвори в грунті утворюють віброметодом або вдавлюючи

ням (палі конусні і ін.).

V група - палі, для яких свердловини утворюють забиванням

в грунт масивної оболонки зі знімним черевиком або розкриття

ющимся наконечником; бетонування виробляють з поступовим

витяганням оболонки (палі систем «Симплекс», «Або-Лоренц»,

«Франки», частотрамбованние і ін.).

VI група - палі, для яких свердловини утворюють забивши

кой в ​​грунт металевої оболонки, що залишається в грунті: в

грунт забивають металеву оболонку з сердечником (або без

нього), потім сердечник видаляють і оболонку заповнюють бетоном

(Палі систем Штерна, Раймонда, Монотюба, Макартура, Вільгель-

ми, Луги і ін.); забиту в грунт масивну металеву про

лочка замінюють тоншою, що залишається в грунті з піду

щим бетонуванням (сЕаі систем Макартура, Вестерна і ін.).

Зазначені в цій класифікації кордону між різними групами паль умовні і рухливі. На практиці застосовують набивні палі всіляких комбінованих конструкцій, І число можливих комбінацій досить велике. У світовій і вітчизняній практиці налічують до 190 типів набивних паль. Наприклад, камуфлетного палі нами віднесені до I групи (описані вони в гл. 13). Цей же тип паль виготовляють під захистом обсадних труб (II група), в свердловинах, утворених забиванням оболонки (V група). Перевага в даному випадку віддано I групі по методичним міркувань - як найбільш простому.способу пристрої ка-муфлетних паль.

На вибір способу пристрою набивних паль, що залежить від багатьох факторів, перш за все впливають геологічні та гідрогеологічні умови будівельного майданчика. Вирішуючи питання про застосування буронабивних паль або ж паль, свердловини для яких влаштовують забиванням, слід мати на увазі, що в разі влаштування набивних паль IV, V і VI груп околосвайний грунт ущільнюється, внаслідок чого несуча здатність таких паль стає близькою несучої здатності забивних паль. "

Конструкції поширених в даний час буронабивних паль I, II і III груп доцільні тим, що вони дозволяють застосовувати палі великих діаметрів і полегшують пристрій уширенной п'яти. В кінцевому рахунку можна виготовляти набивні палі цих груп з несучою здатністю, що значно перевершує несучу здатність забивних і набивних паль IV-VI груп.

Сучасна технологія виготовлення буронабивних паль за допомогою комплексних агрегатів дає можливість влаштовувати їх з розширеною п'ятою. Тому в подальшому будуть розглянуті окремі ввійшли в практику будівництва прийоми виготовлення буронабивних паль як з розширеною п'ятою, так і без неї.

§ 3. Способи пристрої уширенной п'яти

Для підвищення несучої здатності буронабивних паль у багатьох випадках доцільно збільшити площу їх спирання.

Нижче розглянуті шість основних способів пристрою розширених п'ят паль: 1) різними прийомами механічного трамбування бетону в свердловинах; 2) виброударной способом, виготовлення набивних паль; 3) шляхом пневматичного пресування стовбура набивної палі. Цей метод можна застосовувати при влаштуванні паль Вольф-схольтца, Боженкова і Гузєєва, Грюна, т. Е. Для паль II типу; 4) спеціальними разбуріваемая механізмами, за допомогою яких нижче вибою свердловини утворюється кулясте простір діаметром, що значно перевищують діаметр свердловини. Утворену кулясту порожнину заповнюють бетоном; 5) за допомогою камуфлетного вибуху. У свердловину опускають заряд вибухової речовини, потім частина її заповнюють пластичним або литим бетоном, після чого виробляють вибух. Порожнина нижче вибою свердловини, що утворюється після вибуху, негайно заповнюють бетоном, що надходять зі стовбура свердловини; 6) за допомогою електромеханічного або електрогідравлічного пристрою, що розсовує (розчавлюють) грунт в основі свердловини.

Розширюють підстави можна окремими або комплексними механізмами, які в процесі буріння свердловини утворюють розширену п'яту. Наприклад, відомий фундамент агрегат фірми «Бено-то» може бурити свердловини під обсадкою і при необхідності розширюють підстава палі.

При описі технології влаштування паль такими агрегатами пристрій стовбура і розширеної п'яти розглядають спільно.

§ 4. Конструктивні особливості   фундаментів з набивних паль

Особливості набивних паль полягають у тому, що кожна паля може сприймати значні зосереджені навантаження - до 1000 т, що дає можливість в ряді випадків відмовитися від пристрою ростверку, необхідного при будь-якому іншому рішенні, або значно скоротити його розміри. Набивні палі особливо доцільно влаштовувати під будівлі з вельми великими навантаженнями на їх фундаменти.

У цехах і промислових будівлях точкові навантаження на об'єктах металургії досягають 4000 т, а в головних корпусах електростанцій- 10 000 т. Навантаження на одну колону будуть 400-600 т в ряді галузей становлять приблизно 30% - У житлових і цивільних будівлях   висотою в 16-25 поверхів колони сприймають навантаження 600 т і більше. У той же час найпростіші набивні палі можна влаштовувати і під невеликі навантаження, що важливо в сільському будівництві.

Конструкції набивних паль можна легко видозмінити відповідно до різними грунтовими умовами, схемами, навантаженнями і т. Д. Більш того, у камуфлетних, пневмо- і гідронабівних паль в процесі спорудження можна змінювати розміри в зворотній залежності від несучої здатності грунту.

З метою забезпечення надійної роботи конструкцій надземних частин будівель і в той же час ефективного використання несучої здатності матеріалів пальових фундаментів при прив'язці проектів можна змінювати крок паль, перетин їх стовбурів (використовуючи комплект робочих органів різного діаметру), величину вуха-ренію, глибину буріння, марку бетону і т. п.

Головна перевага набивних паль полягає в незначних абсолютних і відносних опадах споруд. Крім того, створення вузла «паля - колона», утруднене при влаштуванні фундаментів на забивних палях, легко реалізується в будь-яких варіантах набивних паль. Верх набивної палі і відповідно ростверк (монолітний або збірний) можна розташовувати на будь-який позначці без влаштування додаткових перехідних елементів, що важко при забивних палях.

Велика несуча здатність набивних паль нерідко дозволяє обійтися одиночній палею замість куща забитих і необхідного для нього ростверку і вести монтажні роботи   на нерозривно-ленній поверхні. Важливо і те, що з застосуванням набивних паль значно зменшується кількість типорозмірів збірних елементів.

Набивна паля складається з наступних елементів: стовбура (тіла) палі, голови і п'яти, яка може закінчуватися розширених підставою.

Стовбур палі, як зазначалося вище, можна виготовляти з різних однорідних матеріалів монолітної або збірно-монолітної конструкції. У вітчизняній практиці останні виготовляють зазвичай із залізобетону в формі стійок-колон заданої довжини, занурених на проектні відмітки і закінчуються монолітної уширенной п'ятої. При значній довжині паль, великих

навантаженнях на них або в несприятливих гідрогеологічних умовах застосовують палі зі стволами-оболонками з металу, залізобетонних труб або кілець. У зарубіжній практиці змішані

конструкції використовують найчастіше у вигляді гофрованих сталевих оболонок, заповнених бетоном (паль Раймонда).

Стовбури набивних паль армують переважно в оголовках. Суцільне армування стовбурів необхідно тільки для сприйнята значних зусиль, що вигинають, а також при використанні набивних паль в якості анкерів. В цьому одна з відмінностей набивних паль від забивних, армірбвать які необхідно для забезпечення схоронності паль під час перевезення і в процесі забивання.

Можливість значного збільшення п'яти набивних паль

одне з основних їх переваг і джерел економічності. Діаметр їх уширення більше діаметра стовбура зазвичай в 2,5 3,5 рази, що відповідає 7-12-кратного збільшення площі -опіранія на грунт. Межі розширення і геометрія п'ят залежать від типів набивних паль і застосовується (10.2).

Збільшувати несучу здатність порівняно коротких набивних паль можна також шляхом влаштування декількох розширень на стовбурі (10.3).

Дослідження несучої здатності набивних паль проводилися лабораторією основ і фундаментів Уралпромстрой-НДІпроект. Дані цих випробувань з різною кількістю розширень паль наведені в табл. 10.1.

Як видно з наведених даних, забезпечити одиницю несучої здатності палі в два з гаком рази економічніше шляхом розширення в порівнянні з тим же результатом, отриманим при збільшенні діаметра і глибини палі. Влаштовувати уширення доцільно також з точки зору економії трудових витрат і матеріалів (табл. 10.3).

Ці дані показують можливість зниження питомої витрати бетону при влаштуванні розширень на стовбурах паль.

Залежно від конструкції споруди, що спирається на палі, і навантаження конструкції голів передбачені в двох варіантах: під ростверк (бетонна площадка, арматурні випуски) і під колони - штирьовий монтажний столик або стакан.

На 10.4 показані основні конструкції оголовків набивних Свайки на 10.5 - можливі варіанти стиків паль зі збірними рандбалками. Конструкції монолітних ростверків на набивних палях нічим не відрізняються від аналогічних рішень їх на забивних палях.

В елементах збірних ростверків - рандбалки - вузли сполучень (стики) можуть бути збірні і збірно-монолітні. У збірному стику закладні деталі зварюють за допомогою накладних пластин або роблять арматурні випуски, що фіксують положення рандбалки через спеціальні канали; в збірно-монолітному стику застосовують арматурні випуски.

Нижче описані характерні конструкції фундаментів на набивних палях. Прикладами таких фундаментів можуть служити підземні частини будинків з технічним підпіллям. Їх влаштовують під безпідвальних будівлі з поздовжніми несучими стінами, поперечними несучими перегородками   І каркасні.

Безпідвальних будинок з коротких набивних паль, побудований в Києві за пропозицією Д. А. Романова, був першим у вітчизняній практиці спорудою на таких палях. Під кожну поперечну несучу стіну-перегородку були передбачені дві збірні рандбалки, кожна з них оперта на чотири палі з камуфлет-ним розширенням. Збірні рандбалки з'єднані з головами паль арматурними стрижнями.

На 10.6 показані план і конструкції підземної частини п'ятиповерхового будинку на набивних палях, побудованого в Москві. Голови паль з'єднані збірним залізобетонним ростверком.

Всі палі, розраховані на навантаження в 50 т, мають один розмір і відрізняються тільки конструкцією заставних елементів. Діаметр палі 40 см, розширення 100 см, довжина палі з п'ятої 3 м. Всього під трьохсекційне п'ятиповерховий будинок було влаштовано 111 паль.

У проекті було передбачено три варіанти конструкції підземної частини з застосуванням камуфлетних паль: стійки і рандбалки збірні; палі і балки монолітні; змішаний - монолітні палі і збірні рандбалки.

Збірний залізобетонний ростверк розташований на відмітках в двох рівнях: під зовнішні стіни безпосередньо по палях, а під подовжню стіну піднято на позначку 0,73. Весь ростверк змонтований з 49 ранд-балок п'яти марок. Для з'єднання їх з палями в балках передбачені вертикальні канали перетином 80X80 мм. Канали після монтажу були заповнені розчином, а балки з'єднані зварюванням.

Для того щоб звести до мінімуму земляні роботи, Позначка підлоги техпідпілля піднята до -1,4 м по всьому підвалу, крім приміщень елеваторного пункту і щитової, де грунт розробляється до позначки -2,6 м. Висота підпілля, призначеного для комунікацій, становить 1,1-1,2 м.

При такому рішенні нанівець зводяться ручні земляні роботи по засипці, ущільнення пазух всередині і поза будівлею, планування підлог в техподполье. Роботи по влаштуванню фундаментів (буріння, монтаж і т. П.) Ведуться з неразрихленной поверхні, що створює сприятливі умови, особливо при виконанні робіт в умовах глинистих ґрунтів.

дещо інше конструктивне рішення   має фундамент на камуфлетних палях будинку серії 1-480 .. Палі застосовані тут двох типів при одній глибині залягання - 2,5 м і відрізняються один від одного величиною камуфлетного vimipe-ні "я (100 і 120 см).

Розташування паль в плану зроблено інакше, ніж в житловому будинку серії 1-515. Палі і рандбалки розміщені в суворій відповідності з конструкцією надземної частини будівлі в точках перетину осей. Для рівномірного розподілу навантажень на палі введений другий тип камуфлетного розширення. Кроки паль під зовнішні та внутрішні поздовжні стіни прийняті 2,6 і 3,2 м, під поперечні --2,5 м.

У проекті серії 1-515 ростверк по осі Б піднято на позначку низу перекриття на відміну від проектів, описаних вище. Хоча технологія виконання робіт декілька ускладнена, проте при такій конструкції менше витрачається збірного залізобетону, так як низ середньої поздовжньої стіни до відмітки перекриття замінюється палями.

У фундаменті описуваної конструкції будинку ростверк влаштований збірно-монолітний. Рандбалки були з'єднані між собою зварюванням випусків арматури, до яких приварені два стержня, що виходять з палі. Потім стик був обітницю-іірован. Збірно-монолітний ростверк жорсткіше збірного; він легше сприймає можливі нерівномірні напруги. Недоліком такого сполучення є велика його трудомісткість, особливо в зимовий період.

Конструкцію фундаменту для каркасно-панельного будинку можна застосовувати для будь-яких інших каркасних будинків   при навантаженнях на колону в межах несучої здатності однієї палі (10.7). Зазвичай фундаменти для каркасних будинків виконують із збірних залізобетонних черевиків-підколонників і колон з консолями, на які спирають цокольні панелі. У цьому проекті передбачено три типи паль. Паля типу КС-1 для внутрішнього ряду колон має розширення 1,2 м. Верх палі закінчується монтажними столиком 40x40 см із сталевого листа товщиною 10 мм, привареного до випусків арматурного каркаса. Паля КС-2 для зовнішнього ряду колон відповідно до меншим навантаженням

має меншу розширення -90 см. Розширення палі КС-3 під балконні стійки з огляду на незначних навантажень прийнято менше - 60 см. Збірні колони перетином 30X20 см закінчуються монтажними столиками.

Палі стикуються з колонами шляхом зварювання монтажних столиків. Ряд аналогічних будівель побудований зі збірними залізобетонними стійками

§ 5. Визначення несучої здатності набивних паль

Несучу здатність набивних паль, як і забивних, визначають за найменшим-значенням несучої здатності, отриманого виходячи з ~ двома такими умовами: опору матеріалу паль і опору грунту основи паль.

При розрахунку несучої здатності набивних паль але опору матеріалу розрахунковий опір   бетону слід визначати з урахуванням понижуючого коефіцієнта умов роботи т§ = = 0,85, передбаченого СНиПом з проектування бетонних і залізобетонних конструкцій для стиснутих елементів, бетонованих в вертикальному положенні. Крім того, вводять додатковий понижуючий коефіцієнт умов роботи, що враховує вплив способу виробництва робіт.

При розрахунку несучої здатності набивних паль за формулою (10.3) опір піщаних грунтів на бічній поверхні палі з розширеною п'ятою враховують на ділянці від рівня планування до перетину стовбура палі з поверхнею уявного конуса (10.9), що утворює якого служить лінія, що стосується кордону розширення під кутом " ф1 ° / 4 до осі палі - усередненого (по шарах) розрахункового значення кута внутрішнього тертя грунту, що залягає в межах зазначеного конуса.

Для всіх видів набивних паль, які влаштовуються в глинистих ґрунтах (за винятком паль з ґрунтовим ядром), R визначають по табл. 10.6.

У всіх розрахунках вважають, що заглиблення набивної палі в грунт, прийнятий за основу, становить не менше її діаметра або діаметра розширення для палі з розширеною п'ятою, але не менше 2 м.

При проектуванні фундаментів з набивних паль і паль-стовпів мінімальні розміри ростверків (10.10) встановлюють виходячи з того, що мінімальна відстань між осями висячих паль без розширення повинно бути не менше 3d, де d - діаметр палі. Відстані у просвіті між стовбурами паль-оболонок повинно бути не менше 1 м, між розширеннями буронабивних паль і паль-оболонок при влаштуванні їх у глинистих ґрунтах твердої і полутвердой.консістенціі - 0,5 м, в інших різновидах нескельних грунтов- 1 м.

При виборі системи пальового фундаменту   слід мати на увазі, що несуча здатність набивних паль з розширеною п'ятою вище, ніж без розширення. Тому замість декількох рядів паль без розширеної п'яти доцільно застосовувати один або два ряди паль з розширеною п'ятою, що дозволяє зменшити розміри ростверку.

§ 6. Область застосування набивних паль

Вибирати тип паль слід виходячи з конкретних умов будівельного майданчика на основі результатів техніко-економічного порівняння варіантів проектних рішень фундаментів. Необхідно також мати на увазі, що у кожного типу паль є своя доцільна область застосування. Наприклад, неможливо влаштовувати набивні палі в умовах агресивних ґрунтових або промислових вод, а готові забивати в грунти з включеннями каменів, валунів і т. П.

Буронабивні палі діаметром 0,4-1,7 м (з розширеною п'ятою або без неї) рекомендується влаштовувати під будівлі або споруди будь-якого призначення при великих зосереджених вертикальних і горизонтальних навантаженнях, а також на майданчиках із складними геологічними умовами будівництва, в яких неможливо застосовувати набивні палі.

Влаштовувати буронабивні палі доцільно також в наступних умовах: в грунтах з твердими включеннями (у вигляді залишків зруйнованих частин кам'яних, бетонних, залізобетонних конструкцій і т. П.), А також при наявності шарів глинистих ґрунтів твердої консистенції, перешарованих галечниками і валунами, що ні дозволяє застосовувати забивні або вібропогружаемие палі; на обмежених майданчиках, де складно транспортувати і встановлювати готові палі; поблизу існуючих будівель і споруд, в яких можуть виникнути неприпустимі деформації несучих конструкцій   при забиванні або віброзанурення паль.

Буронабивні палі без кріплення стінок свердловин влаштовують в глинистих ґрунтах твердої, напівтвердої і тугопластичної сумішей (в тому числі в глинистих грунтах і набухаючих грунтах), якщо горизонт грунтових вод в період будівництва розташований нижче п'яти паль.

При проходці свердловин в глинистих ґрунтах м'якопластичного і текучепластічной сумішей для закріплення їх стінок рекомендується застосовувати глинистий розчин.

У тих випадках, коли грунти будівельного майданчика представ. ляють собою водонасичені неоднорідні глини текучої консистенції з прошарками піску і супісків, для кріплення стінок свердловини при проходці їх доцільно застосовувати обсадні труби.

Буронабивні палі, влаштовуються за допомогою спеціальних верстатів із закріпленням стінок свердловин вилучаються (інвентарними) трубами, рекомендується застосовувати в будь-яких грунтових умовах, особливо тоді, коли нижні кінці палі будуть оперті на скельні або інші види щільних грунтів високої несучої здатності (тверді глинисті грунти, великоуламкові, щільні піски).

Прикладом масового застосування буронабивних паль в фунда-ментостроеніі може слугувати будівництво КамАЗа. Техніко-економічний аналіз показав, що в грунтових умовах цього заводу було доцільно застосовувати як забивні, так і буронабивні палі. Застосовувалися тут в основному буронабивні палі, пристрій яких в стислі терміни при менших в порівнянні з забивними витратах швидше забезпечило фронт монтажних робіт.

Для влаштування паль застосовувалися установки шнекового буріння, за допомогою яких бурили свердловини діаметром 0,6-1,2 м і глибиною до 25 м. Бетонну суміш доставляли автобетоновозів, з яких її укладали безпосередньо в свердловини.

Як показали економічні розрахунки, трудомісткість робіт по влаштуванню фундаментів з буронабивних паль більш ніж в 2 рази нижче трудомісткості робіт по влаштуванню стовпчастих фундаментів.

Досвід зведення в масовій кількості фундаментів з буронабивних паль дозволив створити на КамАЗі єдину схему зведення нульового циклу без пристрою котлованів.

Впровадження буронабивних паль піднімає роботи зі зведення нульового циклу на більш високу технічну щабель.

Набивні палі, влаштовуються за допомогою забивання видобутих інвентарних труб з черевиком, що залишаються в грунті, або забиванням інвентарних обсадних труб і освітою всередині них ядра з щільно утрамбованої жорсткої бетонної суміші в нижній частині труби. Набивні палі в пробитих свердловинах відрізняються від буронабивних більш ефективним використанням несучої здатності грунтів. Застосовувати ці палі доцільно у випадках, коли відсутні залізобетонні палі або коли на території, що забудовується різко коливається рівень залягання щільних грунтів несучого шару. В останньому випадку застосування набивних паль дозволяє уникнути непродуктивної витрати залізобетону в результаті недопогр-вудіння частини забитих паль до проектних відміток і зруб їх верхніх кінців.

Фундамент палі є одним з найбільш затребуваних типів підстав, оскільки його відрізняє простота установки своїми руками і невисока ціна. Однак встановлювати його можна не завжди і не скрізь зважаючи на специфіку конструкції. До того ж, існують різні види   підстав, що використовують набивні палі, кожен з яких підходить для певного типу місцевості.

У даній статті ми розглянемо різні методи пристрою набивних паль і розберемо основні характеристики кожного з них.

Підстави на буронабивних палях

Є найпростішим і найбільш затребуваним видом стовпчастих підстав. Проведення робіт по установці стовпів відрізняється простотою і не вимагає використання будь-якої спеціалізованої техніки.

Як опори в даному випадку використовуються наступні види труб:

1. Азбестоцементні. Їх основною перевагою є несхильність корозії внаслідок підвищеної вологості.
2. Металеві опори, які є більш міцними, ніж азбестоцементні, але схильні до корозії.

Порада!
  Перед установкою металеві труби можна обмазати гарячою бітумною мастикою, що захистить їх від впливу вологого середовища.

Переваги та недоліки буронабивних підстав

Набивні палі в загальному, і буронабивні зокрема, мають такі переваги:

1. Будівля, встановлене на такому фундаменті, є піднятим над землею в середньому на 30 см, тому йому не загрожують зливи і паводки. При значно полегшується підведення каналізації і водопроводу.
2. Висока швидкість установки. В середньому така підстава відстоюється протягом тижня, після чого ви можете починати зведення споруди. Для порівняння, остаточну міцність протягом 28-30 днів.
3. Вирівнювання грунту і проведення земельних робіт не потрібно. Така підстава може бути з успіхом встановлено на незначних нерівностях, в той час як стрічковий аналог вимагає ідеально рівного підстави з здійсненням цілого ряду підготовчих робіт.
4. Невисока вартість, яка практично вдвічі дешевше облаштування стрічкового фундаменту.

Крім переваг набивні палі мають також і недоліки:

1. Недовговічність. Такі підстави служать близько 70 років.
2. Невелика несуча здатність. Стрічковий, а тим більше, плитний фундамент   є набагато більш міцну конструкцію. Стовпчасті ж підстави орієнтовані на зведення невеликих і порівняно легких будівель з дерева, бруса або каркасно-щитових будинків. Тому технологія влаштування набивних паль заснована на ретельному розрахунку, адже опори повинні не тільки бути в змозі витримати плановану навантаження, але і мати певний запас міцності.
3. Неможливість облаштування підвального приміщення.
4. Не можна зводити такі конструкції на рухомих грунтах.

Способи установки буронабивних паль

Залежно від особливостей грунтів буронабивних підстава може бути влаштовано одним з таких способів:

1. Сухий спосіб, що не передбачає кріплення стінок свердловин.
2. Застосування глинистого розчину, що запобігає обвалення стінок.
3. Закріплення свердловини за допомогою обсадної труби.

Монтаж буронабивної підстави сухим способом

Тепер розберемо, як встановити набивні палі самостійно.

Інструкція передбачає наступне:

1. Підготовка. На даному етапі розмічаємо ділянку під забудову. Необхідно визначити межі майбутньої будівлі, виявити найбільш навантажені елементи конструкції і розрахувати відстань між опорами. Середнім відстанню вважається 1,5-2 метра. Збільшувати такий проміжок більше, ніж до 2,5 метрів вкрай небажано, так як це значно послабить конструкцію. А взагалі, чим ближче опори один до одного - тим міцніше фундамент.

Порада!
  Опори слід розташувати під несучими стінами, перегородками, кутами і піччю.

1. Встановлюємо палі.

• По розмітці Бурим свердловини.
• Вставляємо в свердловину трубу, діаметр якої повинен становити 20 см. При цьому труба на півтора метра йде в землю, виступаючи над рівнем грунту на 30-40 см. Всі труби повинні виступати із землі на однакову відстань.
• Далі необхідно вбити в трубу два арматурних прута на відстані 7-10 см одна від одної. Стрижень повинен бути на 60 см довше опори (на 30 см він піде в землю і на стільки ж буде виступати з труби).
• Тепер потрібно виставити армовану трубу за рівнем і залити її бетонним розчином. Заливку проводимо зовні і зсередини. Краї арматури, що виступають з труби, будуть згодом використані при формуванні ростверку.

Існує також інша технологія набивних паль:

• Встановлену трубу заповнюємо бетоном на 1/3.
• При заливці розчином, труба на 10-15 см підніметься вгору, оскільки буде виштовхнута бетоном, що сформували невелике розширення. Тепер запускаємо в трубу арматурні стержні, які повинні не виступати за її основу.
• Виставляємо трубу за рівнем і заливаємо бетоном до країв.
• Розміщуємо в трубу зі свіжим розчином шпильку з нарізним краєм, яка повинна виступати з неї на 20-30 см і буде служити для створення ростверку.

Порада!
  Перед монтажем слід обробити стрижні арматури спеціальними складами, що запобігають знос металу і забезпечують його захист від вологи.

Якщо набивні палі встановлюються на сипучих грунтах, то необхідно створити піщану подушку:

1. Змішайте пісок з гравієм в пропорції 1: 1.
2. Отримана суміш засипається в свердловину, шаром близько 15 см.
3. поверх піщаної подушки   укладається шар вологостійкого матеріалу. Відмінним вибором буде руберойд.
4. На шар руберойду вже встановлюється набивна паля.

Застосовуємо глинистий розчин

У тому випадку, якщо роботи ведуться на водонасичених грунтах, пристрій набивних паль дещо ускладнюється, оскільки в таких місцевостях з'являється необхідність зміцнення стінок свердловини, запобігаючи їх обвалення. У такому випадку застосовується насичений глинистий розчин бентонітових глин, щільність якого становить від 1,15 до 1,3 г / см3.

Надаючи гідростатичний тиск на стінки свердловини, даний розчин відмінно скріплює нестійкі і обводнені грунти, надійно утримуючи свердловину від обвалення.

Як наслідок, на стінках свердловини утворюється глиниста кірка при проникненні розчину в грунт.

1. Бурим свердловини обертальним способом.
2. Глинистий розчин слід приготувати на місці виконання робіт і подавати в свердловину в міру буріння по пустотілої бурової штанги. Розчин подається під тиском. Глинистий заміс перешкоджає проникненню води, цементуючи грунт стінок.

Кріплення за допомогою обсадних труб

Пристрій паль даним методом можна виробляти в будь-яких гідрогеологічних умовах.

1. Спочатку буряться свердловини ударним або обертальним способом.
2. Далі здійснюється занурення обсадних труб в грунт за допомогою гідродомкратів.
3. Далі зачищається забій і встановлюється арматурний каркас.
4. Свердловина бетонується методом вертикально переміщуваної труби.

Буронабивної фундамент з розширеною п'ятою

На сьогоднішній день існує три способи розширення паль.

• Грунт розпирається внаслідок посиленого трамбування бетонної суміші, яке здійснюється в нижній частині свердловини. Як наслідок, бетон чинить тиск на грунт, формуючи підошву.
• Свердловина пробуріваются верстатом, який має на буровій колонці спеціальний список, що розкривається ніж, за допомогою якого можна досягти розширення до 3-х метрів в діаметрі. Розкриття ножа відбувається за допомогою гідравлічного механізму, який управляється дистанційно.
    По завершенні буріння, в свердловину встановлюється арматурний каркас і здійснюється бетонування за допомогою вертикально переміщається труби (в трубу спочатку подається бетонна суміш, а потім піднімається).
• Створення розширення з використанням вибухового методу.
  
• Встановлюємо в свердловину обсадних труб.
• Опускаємо в свердловину вибуховий заряд розрахункової маси, після чого дроти виводяться до вибухової машинці, розташованої на поверхні.
• Свердловина заповнюється розчином, після чого обсадна труба піднімається на півметра і проводиться вибух.
• Грунт ущільнюється енергією вибуху. Створюється сферична порожнина, що заповнюється сумішшю, що знаходиться в обсадної трубі.
• Обсадна труба заповнюється доверху бетонної сумішшю з необхідним ущільненням.

Пневмотрамбованние палі

Пневмонабивні палі використовуються для фундаментів в насичених водою грунтах, що характеризуються великим коефіцієнтом фільтрації. В даному випадку бетонна суміш укладається в порожнину труби. При цьому підтримується постійний тиск повітря від 0,25 до 0,3 МПа. Повітря подається через ресивер від компресора, що необхідно для того, щоб згладити коливання тиску.

Подача бетонної суміші здійснюється невеликими порціями. Для цього використовують спеціальний пристрій - шлюзова камера, яка працює за принципом пневмонагнетательних установок, які використовуються для транспортування бетонної суміші.

Грунтонабівние палі

Для установки таких паль використовується спеціальна бурильна установка, яка оснащується спеціальною буровою штангою зі змішувальним буром на кінці, який має ріжучі і перемішують суміш лопаті.

Після того, як пробуріваются свердловина, в порожнисту штангу під високим тиском подається розчин. Починається зворотне обертання бурової штанги, внаслідок чого вона піднімається вгору, змішуючи грунт з цементним розчином, який додатково ущільнюється за допомогою бура. Внаслідок цього виходить цементно-грунтова паля, яка виготовляється прямо на місці без процедури виїмки грунту.

Такі набивні палі встановлюються переважно на піщаних і нестійких грунтах.

Бурозавінчівающіеся палі

Досить часто фундамент під нову будівлю доводиться закладати поблизу вже збудованих споруд. Забивання шпунта і паль може викликати деформації, які виникають внаслідок динамічних впливів. При установці буронабивних паль, коли занурення труби вимагає здійснення вибірки грунту, можливий витік грунтового масиву з-під фундаментів поблизу розташованих будівель, що може спричинити до перекосу цих конструкцій.

У таких випадках використовуються бурозавінчівающіеся палі. Суть методу полягає в тому, що опора не забивав в грунт, а загвинчується. Для цього на трубу слід навити вузький шнек з арматури, що можна здійснити тільки в заводських умовах. Залежно від якості ґрунту труба також оснащується заглушкою, що має розпушувачі (втрачаються або глухі), які при необхідності дозволяють виключити потрапляння води в трубу.

Якщо в нижній частині труба є глухий, то після того, як відбувається її загвинчування до проектної позначки, в неї вставляють арматурний каркас і заповнюють бетоном.

Якщо ж труба має втрачається наконечник, то після армування і бетонування така опора вигвинчується, а в грунті залишається лише черевик, на який і буде спиратися залізобетонна паля.

висновок

У даній статті ми розглянули найбільш затребувані способи установки набивних паль. На сьогоднішній день пальові фундаменти є дуже популярними конструкціями, які широко використовуються як фахівцями, так і домашніми майстрами. В силу простоти облаштування і високої надійності, стовпчастий фундамент   є оптимальним варіантом для зведення невеликого дачного будиночка   або госпбудівлі для різних потреб.

Набивні палі часто використовують в промисловому будівництві, проте в такому випадку це масивні труби великих діаметрів, які занурюються на велику глибину, що забезпечує високу надійність таких підстав. У представленому відео в цій статті ви знайдете додаткову інформацію з даної теми.

На слабких грунтах (торф, болотиста місцевість), а також в містах для зведення фундаментів застосовуються бивні палі. Їх використання обумовлено специфікою грунту: зведення інших фундаментів або неможливо технічно, або економічно недоцільно.

Буронабивні палі - це   спосіб забивання паль, який складається з буріння свердловини і заливки її бетоном. Бетонування проводиться із застосуванням металевої арматури. У приватному заміському будівництві в залежності від грунту може встановлюватися або не встановлюватися опалубка (на стійких грунтах, де немає ризику осипання всередину стінок свердловини, опалубка не потрібна). У більш масштабному будівництві з тією ж метою застосовуються обсадні труби

де застосовуються

• У міських умовах, де інші методи забивання паль   можуть надати динамічний вплив на навколишні споруди.
• У сильно заболочених місцевостях або на інших типах слабких грунтів, коли нестисливий шар розташований занадто глибоко
• При будівництві будинків на крутому рельєфі.
• Для побудови складних промислових будівель і об'єктів.
• Економічно доцільно зведення такого фундаменту в якості опори для легких каркасних або дерев'яних будівель

Класифікація і конструкція буронабивних паль

Найбільш повну класифікацію буронабивних паль містить Звід правил під позначенням СП 50-102-2003. Він описує проектування різних видів   фундаментів на основі паль.

палі набивні за способом виготовлення   поділяються на:

• влаштовуються зануренням інвентарних труб, на кінці яких металевий «башмак» або загострена пробка з бетону, які залишаються в свердловині, а труба виймається при поступовому заповненні внутрішнього простору труб бетоном;
• влаштовуються віброштампованіе в свердловині закладеного бетону, який ущільнюють загостреною на кінці трубою з віброзанурювачем ;
• конусну або пірамідальну свердловину виштамповивают в грунті і заповнюють бетонним розчином.

рис.1 Буронабивна паля

по пристрою   свердловини діляться на:

• рівномірного перетину і з розширенням знизу;
• круглого перетину з використанням вібросердечніка з декількох секцій;
• з ущільненням забою трамбівкою великого щебеню;
• з камуфлетной п'ятої (розширенням внизу), одержуваної вибухом заряду в нижній точці свердловини і засипати зверху розчином - порожнину після вибуху заповнюється сиплються з свердловини бетонним розчином;
• буроопускние з камуфлетной п'ятої - в свердловину з камуфлетной порожниною, заповненою НЕ затверділим бетоном, занурюють звичайну залізобетонну палю ;
• буроін'єкційні (інжекційні) - в свердловину невеликого діаметра инжектируются бетонний дрібнозернистий розчин на основі цементу і кам'яного відсіву;

Мал. 2 Занурення буронабивних паль

• буроін'єкційні - після буріння свердловини   через порожнистий шнек подають під тиском бетонний розчин   і потроху виймають шнек;
• палі ін'єкційні типу РІТ - грунт ущільнюють за технологією імпульсних розрядів;
• сваі- стовпи   - бурять свердловини з розширенням або без нього і виробляють по черзі укладання розчину з цементу і піску і бетонних призматичних або циліндричних елементів.

Технології влаштування буронабивних паль

Для виготовлення безлічі конструкцій бурових паль застосовуються лише кілька способів:

• за допомогою безперервного шнека (НПШ), що має всередині порожнину для подачі бетонного розчину в саму нижню точку свердловини;
• із захистом стінок обсадної трубою, занурюваної і витягується віброзанурювачем ;
• із захистом від обсипання стінок створенням протитиску бентонітових розчином;
• використовуючи обсадних труб, яка занурюється «дрейтейлером».

Спосіб НПШ використовується в «міцних», які не обсипаються грунтах, наприклад, в глинистих. По ньому шнеком, що має трубу по всій його довжині і грунтоудаляющую спіраль, приварену до цієї трубі, бурять свердловину. Внутрішня порожнина закрита на кінці заглушкою, яка має функцію зворотного клапана і не дає потрапити в порожнину разбуріваемая грунту.
При обертанні шнек робочої бурильної частиною дробить грунт і по спіралі шнека подає його на поверхню.

На потрібній глибині у внутрішню порожнину під тиском подають бетонний розчин, який відкриває заглушку і починає заповнювати свердловину. У міру її заповнення шнек піднімають на поверхню, обертаючи його або витягуючи без обертання. Заповнену розчином свердловину залишають на тимчасову витримку для набору міцності бетоном.

Мал. 3Стадії формування паль

Якщо паля буде залізобетонна, то в свердловину з бетоном, використовуючи вібратор, занурюють арматурний каркас.

Технологія з обсадної трубою   використовується при обводнених ґрунтах, і ця труба захищає свердловину:

• від обвалення стінок при бурінні;
• від тиску шарів грунту навколо свердловини;
• від обвалення арматурним каркасом при його введенні.

Занурюють обсадних труб окремими секціями і також посекційно виймають. Занурення здійснюють або механічним вдавленням, або вдавленням з вібрацією, або «дрейтейлом», т. Е. Втискуванням з обертанням.

Вибір одного з цих способів визначається особливостями ґрунтів, прохідних при бурінні свердловини і економічними характеристиками пальового фундаменту. У більшості випадків обсадні труби в свердловині не залишають. Нормативні документи   дозволяють їх залишити тільки у виняткових випадках. Наприклад, при зсувних ґрунтах на схилах або при швидкості переміщення підземних потоків більше 200 м на добу. У кожному разі для цього має бути складено технічне обгрунтування.

Технологія влаштування буронабивних паль з обсадної трубою

В сипучих, обводнених, зсувних і нестійких грунтах свердловину захищають обсадної трубою. Бур робить свердловину дорівнює діаметру обсадної труби. Обсадних труб під власною вагою, або обертанням в сторону, протилежну шнеку, або механічним втискуванням занурюють в свердловину на проектну глибину, виймають бур і залишки грунту.

Набивні палі влаштовують безпосередньо на будмайданчику, на місці майбутньої будівлі або споруди.

Залежно від способу пристрою свердловин і укладання в них бетону розрізняють набивні палі двох типів:

а)   палі, для яких свердловини утворюють бурінням; при цьому може бути два способи укладання бетону:

б)   палі, для яких свердловини в ґрунті утворюють зануренням сталевої труби з закртим кінцем, а бетон ущільнюють частим трамбуванням з використанням ударів молота по трубі (часто трамбувати палі) або з використанням вібрації від віброзанурювача.

Кріплення стінок можна здійснювати:

1. із застосуванням обсадної труби (сухий спосіб), Що витягується з свердловини в міру укладання бетону, і

сухий спосіб   застосуємо в стійких грунтах; його технологія полягає в наступному (рис. VI.10). Обертальним бурінням в грунті разбурівается свердловину необхідного діаметра і на задану глибину. Після досягнення забоєм свердловини проектної позначки в необхідних випадках розширюють нижню частину свердловини спеціальними уширителями. Після приймання свердловини за актом в ній монтують арматурний каркас і бетонують методом вертикально переміщається труби (ТВП). У міру укладання бетону бетонолитну трубу витягують з свердловини. Ущільнюють бетонну суміш за допомогою вібраторів, укріплених на приймальній воронці бетонолітной труби.

2. без обсадної труби (мокрий спосіб), Коли бетон укладають з використанням глинистого розчину (званого бентонітом);

Без обсадної труби також можна влаштовувати буронабивні палі (рис. VI. 11). Тут в якості опалубки, що попереджає обвалення стінок свердловини, використовують глинистий розчин, що надходить в свердловину по пустотілої бурової штанги. За рахунок гідростатичного тиску, що чиниться цим розчином, щільність якого 1,2 ... 1,3 г / см 3, влаштовують сваі- без обсадних труб. Глинистий розчин готують на місці проведення робіт переважно з бентонітових глин, і в міру буріння його нагнітають в свердловину. Піднімаючись по свердловині вздовж її стінок, глиняний розчин потрапляє в зумпф, звідки повертається насосом в бурову штангу для подальшої циркуляції. Потім в свердловину встановлюють арматурний каркас. Бетонну суміш подають за допомогою вібробункера з бетонолітной трубою, яку опускають в свердловину. Вібріруємой бетонна суміш, вступаючи в свердловину, витісняє глинистий розчин. У міру заповнення свердловини бетонною сумішшю бетоновод витягають.

Розглянутий метод кріплення стінок свердловин найбільш простий. Однак він недостатньо надійний і досить трудомісткий при виробництві робіт взимку.

Пристрій буронабивних паль з кріпленням стінок свердловин обсадочной трубами   (Рис. VI. 12) можливо в будь-яких геологічних і гідрогеологічних умовах. Обсадочние труби можна залишати в грунті або витягати з свердловин в процесі виготовлення паль (інвентарні труби). Секції обсадних труб, як правило, з'єднують стиками спеціальної конструкції або за допомогою зварювання. Занурюють обсадні труби в процесі буріння свердловини гідродомкратами, а також за допомогою забивання труби в грунт або віброзануренням. Бурять свердловини обертальним або ударним способом спеціальними установками.

при ударному   бурінні обсадна труба занурюється в грунт по ходу розробки свердловини. При цьому окремі секції обсадних труб нарощують в міру необхідності.

при обертальному   способі буріння спочатку пробуривают лідерних свердловину на довжину секції обсадної труби, після чого в свердловину занурюють обсадних труб. Потім бурят наступну ділянку свердловини, після чого нарощують і занурюють в свердловину чергову секцію обсадної труби. Ці операції повторюють до закінчення буріння свердловини на проектну відмітку.

Після зачистки забою і установки в свердловині арматурного каркаса свердловину бетонують методом ТВП. У міру заповнення свердловини бетонною сумішшю інвентарну обсадних труб витягають. При цьому спеціальна система домкратів, змонтованих на установці, повідомляє обсадної трубі зворотно-поступальний і обертальний рух, додатково ущільнюючи бетонну суміш. Після закінчення бетонування голову палі формують в спеціальному інвентарному кондуктора.

Набивні палі часто роблять з розширеною нижньою частиною - п'ятою. Розширення робиться спеціальними бурами, а також шляхом підривання вибухової речовини (камуфлетного палі). Розширення робиться для підвищення несучої здатності палі.

Камуфлетного палі роблять наступним чином (рис. VI. 13). Спочатку разбурівается свердловину, опускають в неї обсадних труб. На дно свердловини укладають вибухова речовина, яка зверху прикривається шаром 0,7 ... 1 м литого бетону ». Новоутворена бетонна пробка потрібна для того, щоб енергія вибуху була спрямована на утворення порожнини в грунті. Порожнина потім заповнюють бетоном і палю бетонують звичайним способом.

Частотрамбованние палі влаштовують шляхом забивання обсадних труб, що спираються на металевий наконечник. Потім в порожнині, утвореної обсадної трубою, влаштовують армовану (або неармовані) палю.

Частотрамбованние палі (рис. VI. 14) влаштовують за допомогою спеціального копра. На копер лебідкою піднімають молот і обсадних труб, яка у верхній частині має оголовок. На нижній кінець обсадної труби насаджують металевий башмак зі смоляним канатом, щоб виключити проникнення в трубу води. Під дією ударів молота обсадная труба занурюється до проектної позначки. Занурюючись, труба розсовує частки грунту і ущільнює його. Потім молот піднімають і в порожнину труби опускають арматурний каркас (якщо палі армуються). З вібробадьі через воронку в порожнину обсадної труби подають бетонну суміш з осіданням конуса 8 ... 10 см.

Паралельно з укладанням суміші витягають (витягують) на невелику величину обсадних труб і знову осаджують ударом молота для ущільнення бетону, причому металевий башмак залишається біля основи палі.

В останні роки стали влаштовувати грунтобетонних палі, для чого застосовують бурильно-кранові машини з порожнистими бурової штангою, має на кінці змішувальний бур з ріжучими і перемішують лопатами. Через штанги розчинонасосом нагнітають водоцементному суспензію, виготовлену в растворосмесителе. Змішувальний бур при зворотному обертанні і витяганні пошарово ущільнює грунт, насичений водоцементному емульсією. В результаті утворюється грунтобетонних паля, виготовлена ​​на місці без виїмки грунту. На рис. У1.15 показана принципова схема пристрою грунтонабівних паль.

Забивні палі влаштовують на місці їх майбутнього стану шляхом заповнення свердловини (порожнини) бетонної сумішшю або піском. В даний час застосовують велику кількість варіантів вирішення таких паль. Їх основні переваги:

■ можливість виготовлення будь-якої довжини;

■ відсутність значних динамічних дій при влаштуванні паль;

■ застосовність в умовах обмеженого простору;

■ застосовність при посиленні існуючих фундаментів. Набивні палі виготовляють бетонними, залізобетонними та ґрунтовими, причому є можливість влаштування паль з розширеною п'ятою. Спосіб влаштування паль простий - в попередньо пробурені свердловини подається для заповнення бетонна суміш або грунти, в основному піщані.

Домісилися такі різновиди набивних паль - палі А.Е. Страуса, буронабивні, пневмонабивні, вібротрамбованние, частотрамбо-ше, вібронабівние, піщані і грунтобетонних. Довжина паль досягає 20 ... 30 м при діаметрі 50-150 см. Палі, виготовлені із застосуванням установок фірм Като, Беното, Либхер можуть мати діаметр до 3,5 м, глибину до 60 м, несучу здатність до 500 т.

Буронабивні палі. Характерною особливістю пристрою буронабивних паль є попереднє буріння свердловин до заданої глибини.

Самими першими в нашій країні, на основі яких застосовуються всі існуючі різновиди буронабивних паль, є палі А.Е. Страуса, які були запропоновані в 1899 р Виготовлення паль включає наступні операції:

■ пробуріваніе свердловини;

■ опускання в свердловину обсадної труби;

■ витяг зі свердловини обсипалася грунту;

■ заповнення свердловини бетоном окремими порціями;

■ трамбування бетону цими порціями;

■ в поступове витяг обсадної труби.

У пробурену до проектної позначки (5-12 м) свердловину обережно опускають трубу діаметром 25-40 см і далі завантажують бетонної сумішшю. Після заповнення свердловини на глибину близько 1 м бетонну суміш трамбують і повільно піднімають вгору обсадних труб до тих пір, поки висота суміші в трубі не зменшиться до 0,3-0,4 м. Знову завантажується бетонна суміш і процес повторюється. З огляду на, що діаметр свердловини більше діаметра обсадної труби і поверхню пробуреного грунту виявляється нерівній, шорсткою, при наповненні бетонної сумішшю обсадної труби, її підйомі і ущільненні суміші, бетон заповнить весь вільний обсяг, включаючи і зазор між стінками свердловини і обсадної трубою. Частина бетону і цементного молока проникне в грунт, підвищивши його міцність.

Недоліки способу - неможливість контролювати щільність і монолітність бетону по всій висоті палі, можливість розмиву НЕ-схопився бетонної суміші грунтовими водами.

Армування паль виробляють тільки у верхній частині, де на глибину 1,5 ... 2,0 м в свіжоукладений бетон встановлюють металеві стрижні для їх подальшої зв'язку з ростверком.

Залежно від ґрунтових умов буронабивні палі влаштовуються * від одним із таких способів - сухим способом (без кріплення стінок свердловин), із застосуванням глинистого розчину (для запобігання обвалення стінок свердловини) і з кріпленням свердловини обсадної трубою.

Сухий спосіб застосовується в стійких грунтах (просадочні і глинисті твердої напівтвердий і тугопластичної консистенції), які можуть тримати стінки свердловини (рис. 6.13). Свердловина необхідного діаметра разбурівается методом обертального буріння в грунті на задану глибину. Після приймання свердловини в установленому порядку при необхідності в ній монтують арматурний каркас і бетонують методом вертикально переміщається труби.

Мал. 6.13 Технологічна схема влаштування буронабивних паль сухим способом:

а - буріння свердловини; б - розбурювання уширенной порожнини; в - установка арматурного каркаса, f - установка бетонолітной труби з вібробункера; д - бетонування свердловини методом верти-кально переміщуваної труби (ВПТ), е - підйом бетонолітной труби; У бурова установка; 2 -привід; 3 - шнековий робочий орган, 4 - свердловина, 5 - розширювач; 6 - розширена порожнину; 7 - арматурний каркас; 8 - стріловий кран; 9 - кондуктор-патрубок; 10 - вібробункер; II - бетонолитну труба; 12 - баддя з бетонною сумішшю; 13 - розширена п'ята палі

Використовувані в будівництві бетонолитну труби, як правило, складаються з окремих секцій і мають стики, що дозволяють швидко і надійно з'єднати труби. Секції бетонолитну труб довжиною 2,4 ... 6 м в стиках скріплюють болтами або замковими з'єднаннями, у першій секції кріпиться приймальний бункер, через який бетонна суміш подається в трубу. У свердловину опускається бетонолитну труба до самого низу, до приймальні воронку подається бетонна суміш з автобетонозмішувача або за допомогою спеціального завантажувального бункера, на цій же воронці закріплені вібратори, які ущільнюють укладається бетонну суміш. У міру укладання суміші бетонолитну труба витягується з свердловини. Після закінчення бетонування свердловини голову палі формують в спеціальному інвентарному кондуктора, в зимовий час додатково надійно захищають. Сухим способом за розглянутою технологією виготовляють буронабивні палі діаметром від 400 до 1200 мм, довжина паль досягає 30 м.

Застосування глинистого розчину. Пристрій буронабивних паль в слабких водонасичених грунтах вимагає підвищених трудовитрат, що обумовлено необхідністю кріплення стінок свердловини для запобігання їх від обвалення (рис. 6.14). У таких нестійких грунтах для запобігання обвалення стінок свердловин застосовують насичений глинистий розчин бентонітових глин щільністю 1,15-1,3 г / см3, який надає гідростатичний тиск на стінки, добре тимчасово скріплює окремі грунти, особливо обводнені і нестійкі, при цьому добре утримує стінки свердловин від обвалення. Цьому ж сприяє освіту на стінках свердловини глинистої кірки внаслідок проникнення розчину в грунт.

Мал. 6.14. Технологічна схема влаштування буронабивних паль під глинистим розчином:

а) - буріння свердловини; б - пристрій розширеної порожнини; в - установка арматурного каркаса; г - установка вібробункера з бетонолітной трубою; д - бетонування свердловини методом ТВП; У свердловина, 2 - бурова установка; 3 - насос; 4 - глинозмішувача; 5 - приямок для глинистого розчину б - розширювач, 7 - штанга, 8 - стріловий кран, 9 - арматурний каркас; 10 - бетонолитну труба; II - вібробункер

Свердловини бурять обертальним способом. Глинистий розчин готують на місці виконання робіт і в міру буріння подають в свердловину по пустотілої бурової штанги під тиском. У міру буріння знаходиться під гідростатичним тиском розчин від місця забуріванія, зустрічаючи опір ґрунту, починає підніматися вгору вздовж стінок свердловини, виносячи зруйновані бурами грунти, і виходячи на поверхню, потрапляє у відстійник-зумпф, звідки знову насосом подається в свердловину для подальшої циркуляції.

Глинистий розчин, що знаходиться в свердловині під тиском, цементує грунт стінок, тим самим перешкоджаючи проникненню води, що дозволяє виключити застосування обсадних труб. Після завершення проходки свердловини в неї при необхідності встановлюється арматурний каркас, бетонна суміш з вібробункера по бетонолітной трубі потрапляє на дно свердловини, піднімаючись вгору, бетонна суміш витісняє глинистий розчин. У міру заповнення свердловини бетонною сумішшю виробляють підйом бетоноводу.

В даний час проходить успішне випробування спеціальний полімерний концентрат на основі поліакриламіду, який в процесі гідратації утворює колоїдний буровий розчин, що створює захисну плівку на стінках свердловини, що в поєднанні з надмірною гідростатичним тиском запобігає їх осипання. Буріння в складних геологічних умовах без застосування обсадних труб показало цілісність буронабивної палі по всій глибині після закачування в неї бетону і відсутність будь-яких напливів і западин бетону на бічній поверхні палі. Використання колоїдного розчину дозволяє істотно збільшити продуктивність бурових робіт, знизити їх собівартість і трудомісткість, різко скоротити потребу в обсадних трубах без зниження якості робіт.

Кріплення свердловин обсадними трубами. Пристрій паль цим методом можливо в будь-яких гідрогеологічних умовах; обсадні труби можуть бути залишені в свердловині або вилучені з неї в процесі виготовлення палі (рис. 6.15). Обсадні труби з'єднують між собою за допомогою замків спеціальної конструкції (якщо це інвентарні труби) або на зварюванні. Пробурівают свердловини обертальним або ударним способом. Занурення обсадних труб в грунт в процесі буріння свердловини здійснюють гідродомкратами.

Ріс.6.15. Технологічна схема влаштування буронабивних паль із застосуванням обсадних труб:

а - установка кондуктора і буріння свердловини; б - занурення обсадної труби; в - проходка г - нарощування наступної ланки обсадної труби; д - зачистка забою свердловинне у ^ шка арматутаюгокаркаса; »З - заповнення свердловини бетонною сумішшю і витяг обсад-орган для буріння свердловини; 2 - свердловина; 3 - кондуктор; 4-бурова устан "5 - сбсадная т ^ УБА; б - арматурний каркас; 7 - бетонолитну труба; 8 - вібробункер

Після зачистки забою і установки арматурного каркаса свердловину бетонують методом вертикально переміщуваної труби. У міру заповнення свердловини бетонною сумішшю можуть виробляти вилучення та інвентарної обсадної труби. Спеціальна система домкратів, змонтованих на установці, повідомляє трубі зворотно-поступальний рух, за рахунок чого бетонна суміш додатково ущільнюється. По завершенні бетонування свердловини здійснюють формування голови палі. Знаходять застосування установки з виготовлення набивних паль з використанням обсадних труб з витяганням грунту з труби віброгрейфером (рис. 6.16).

Мал. 6.16. Технологічна схема виготовлення набивних паль з виїмкою грунту під захистом обсадних труб:

а - занурення обсадної труби віброустановці; б - виймання ґрунту з обсадної труби віброгрейфером; в - бетонування палі; г - витяг обсадної труби віброустановці; / - обсадна труба; 2 - віброустановка; 3 - віброгрейфер; 4 - арматурний каркас; 5 - баддя з бетонною сумішшю

Буронабивні палі з розширеною п'ятою. Діаметр таких паль 0.6 ... 2.0 м, довжина 14 ... 50 м. Існують три способи пристрою вуха-реній паль. Перший спосіб - розпирання грунту посиленим трамбуванням бетонної суміші в нижній частині свердловини, коли неможливо оцінити якість робіт, форму (якою стала п'ята розширення), насколь до бетон перемішався з грунтом і яка його несуча здатність.

При другому способі свердловину пробуривают верстатом, що має на буровій колонці спеціальний пристрій у вигляді розкривається ножа, Для освіти розширення свердловини діаметром до 3 м (рис. 6.17). Ніж розкривається гідравлічним механізмом, керованим з поверхні землі. При ^ обертанні штанги ножі зрізають грунт, який потрапляє в цебер, розташовану над розширником. За кілька операції зрізання ножами грунту і вилучення його на поверхню в грунті утворюється розширена порожнину. У свердловину подають глинистий розчин з бентокітових тин, який безперервно циркулює і забезпечує стійкість стінок свердловини. При влаштуванні розширень розбурювання порожнини здійснюють одночасно з подачею в свердловину свіжого глинистого розчину до повної заміни розчину, забрудненого грунтом. Після завершення буріння свердловини на проектну глибину бурову колонку з розширювача витягають, в свердловину встановлюють арматурний каркас. Бетонування ведуть методом вертикально переміщається труби, коли одночасно в трубу подають бетонну суміш і піднімають її. Бетонна суміш, стикаючись з в'язким глинистим розчином, не знижує своєї міцності, цементне терпке з суміші не вимивається. Бетонна суміш вичавлює глинистий розчин вгору по трубі і через зазор між трубою і свердловиною. Нижній кінець бетонолітной труби повинен бути постійно заглиблений в бетонну суміш на глибину близько 2 м; бетонування здійснюють безперервно, щоб не виникали прошарку глинистого розчину в бетоні.

Мал. 6.17. Розбурювання порожнини в грунті уширители:

а - положення розширювача під час розбурювання свердловини; б - те ж, в процесі розбурювання порожнини; 1 - грунто-збірник; 2 - ріжучі ножі; 3 - свердловина; 4 - штанга; 5 - розширена порожнину

Вибуховою спосіб пристрою розширень (рис. 6.18). У пробурену свердловину встановлюють обсадних труб. На дно свердловини опускають заряд вибухової речовини розрахункової маси і виводять проводу від детонатора до вибухової машинці, що знаходиться на поверхні. Свердловину заповнюють бетонною сумішшю на 1,5 ... 2,0 м, піднімають на 0,5 м обсадних труб і виробляють | вибух. Енергія вибуху ущільнює грунт і створює сферичну порожнину, яка заповнюється бетонною сумішшю з обсадної труби. Після цього поршнями і з необхідним ущільненням заповнюють обсадних труб бетонної сумішшю доверху.

Мал. 6.18. Технологічна схема влаштування паль з камуфлетного розширенням:

а - опускання заряду вибухової речовини та заповнення свердловини бетонною сумішшю; б - підйом бетоно-літної труби і освіту уширенной п'яти вибухом; в - готова набивна паля з камуфлетного розширенням; 1 - заряд ВВ; 2 - провід до підривної машині; 3 - обсадна труба; 4 - що приїлися воронка; J - бетонна суміш; б - баддя з бетонною сумішшю; 7 - розширена п'ята; 8 - арматурний каркас

Буронабивна паля з черевиком. [Особливість методу в тому, що в пробурену свердловину опускають обсад- | ву трубу, що має на кінці вільно опертий чавунний черевик, що складається в грунті після занурення [обсадної труби на необхідну глибину. Порційно завантажуючи бетонну суміш, регулярно її ущільнюючи і пості-Пенн витягуючи трубу зі свердловини, отримують готову набивні бетонну палю.

трубобетонні палі. Принципова відмінність методу в тому, що обсадна труба довжиною до 40 ... 50 м має в нижній частині жорстко закріплений черевик. Після досягнення дна свердловини труба залишається там, не витягується, а заповнюється бетонною сумішшю.

Підводне бетонування   застосовують для запобігання бетонної суміші від розмиву при високому рівні   малорухомих грунтових вод. Бетонну суміш подають в обсадних труб не по лотку, а під тиском по трубопроводу, зануреному до самого низу свердловини. Завдяки тиску суміш видавлюється з труби, заповнює знизу простір свердловини і починає підніматися вгору, відтісняючи наверх і знаходиться в свердловині воду. В процесі заповнення бетонною сумішшю свердловини необхідно стежити, щоб бетонолитну труба піднімалася з однією швидкістю з обсадної трубою, низ труби посто янно був нижче верху укладеної бетонної суміші на 30 ... 40 см. Після повного заповнення свердловини верхній шар бетонної суміші товщиною 10 .. .20 см, який перебував в контакті з водою, зрізають.

В обводнених ґрунтах може бути використано напірне бетонування набивних паль, яке полягає в безперервному нагнітанні бетонної суміші на всю висоту свердловини під впливом гідростатичного тиску, створюваного бетононасосами. Напірне бетонування виключає змішування бетонної суміші з водою, глинистим розчином або шлаком (матеріалами разбуривания). Швидкість нагнітання встановлюється виходячи з умов безперервності процесу бетонування палі і безперешкодного вилучення обсадної труби після заповнення свердловини бетоном до початку схоплювання. Рухливість нагнітаються бетонних сумішей повинна бути в межах 18 ... 24 см.

Пневмотрамбованние палі. Палі застосовують при влаштуванні фундаментів в насичених водою грунтах з великим коефіцієнтом фільтрації. В цьому випадку бетонну суміш укладають в порожнину обсадної труби при постійному підвищеному тиску повітря (0,25 ... 0,3 МПа), який подається від компресора через ресивер, службовець для згладжування коливань тиску. Бетонну суміш подають невеликими порціями через спеціальний пристрій - шлюзову камеру, що діє за принципом пневмонагнетательних установок, які використовуються для транспортування бетонної суміші. Шлюзова камера закривається спеціальними клапанами. Подача бетонної суміші в камеру здійснюється при закритому нижньому клапані і відкритому верхньому; при заповненні камери сумішшю верхній клапан закривається, нижній, навпаки, відкривається, суміш вичавлюється в свердловину.

Пропущені свердловини бетонують при другій проходці БЕТОНОЛИМ ної установки, після набору раніше забетонованими палями достатньої міцності і несучої здатності. Така послідовність робіт передбачає запобігання як готових свердловин, так і све-жезабетонірованних паль від пошкодження.

Буронабивні палі мають ряд недоліків, які стримують їх більш широке застосування. До таких недоліків можна віднести невелику питому несучу здатність, високу трудомісткість бурових робіт, необхідність кріплення свердловин в нестійких грунтах, складність бетонування паль у водонасичених грунтах і труднощі контролю якості виконаних робіт.

Пристрій паль в продавлених свердловинах досить ефективно в сухих грунтах. При влаштуванні таких паль в грунті створюється щільна зона, підвищується міцність грунту і знижується його де-формативного. Встановлення набивних паль в ущільнених свердловинах виробляють методами продавлівайія без вилучення ґрунту на поверхню.

Дана технологія робіт базується на освіті свердловини шляхом багаторазового скидання з висоти чавунного конуса, в результаті чого пробивається свердловина. Потім свердловину порційно заповнюють бетонною сумішшю, щебенем або піском і ущільнюють до освіти уширенной частини в підставі палі. У верхній частині при укладанні бетонної суміші її ущільнюють вібрацією. Розроблено багато модифікацій цього методу. Освіта свердловин і порожнин в грунті без його виїмки здійснюють: пробивкой сердечниками і обсадними трубами за допомогою молотів, продавлювання віброзанурювачами і вібромолотом, пробивкой снарядами і трамбуванням, пробивкой Пневмопробійники, розширенням гідравлічними ущільнювачами, продавлювання за допомогою гвинтових пристроїв.

Знайшов застосування метод виштамповиванія з використанням верстата ударно-канатного буріння (рис. 6.19). Спочатку на глибину до V2 довжини майбутньої палі пробуривают свердловину-лідер, потім свердловину пробивають ударним снарядом на необхідну глибину. Завантажують в нижню частину свердловини жорстку бетонну суміш стовпом 1,5 ... 2 м і у царями трамбування влаштовують в підставі палі розширену п'яту. У гирлі свердловини встановлюють обсадних труб, монтують арматурний каркас і здійснюють бетонування верхній частині палі.

Мал. 6.19. Технологічна схема пристрою буроіабівних паль з виштампуваними п'ятої:

а - буріння свердловини: б - установка в свердловину обсадної труби: в - засипка в свердловину жест кой бетонної суміші, г утрамбовування бетонної суміші в основу, О - витяг обсадити труби і установка арматурного каркаса: з - бетонування стовбура палі з ущільненням глибинним вібратором, ж - пристрій опалубки оголовка палі, / - бурова машина; 2 - робочий механізм з навісним обладнанням для пристрою уширенной п'яти; 3 - обсадна труба; 4 - лоток для завантаження жорсткої бетонної суміші; 5 - трамбування; б - стріловий кран; 7 - арматурний каркас; 8 -бадья з бетонною сумішшю, 9 воронка, 10 - виштампуваними розширена п'ята. 11 - опалубка оголовка

Метод віброформірованія паль характерний наявністю віброформи-Ватель. Його порожнистий наконечник має лопаті в нижній частині і з'єднується через жорстку штангу з віброзанурювачем. Під дією останнього наконечник занурюється в грунт і утворює свердловину, яка в міру занурення наконечника заповнюється бетонною сумішшю з бункера, встановленого над гирлом свердловини. Після пробуривая-ня свердловини наконечник трохи піднімають, при цьому його лопаті розкриваються, крізь порожнину наконечника бетонна суміш потрапляє на дно свердловини. Замість самораскривающіхся стулок може бути використаний втрачається чавунний черевик.

Витрамбованние палі використовують в сухих пов'язаних грунтах. У пробурену свердловину за допомогою віброзанурювача, закріпленого на екскаваторі, занурюють до проектної позначки сталеву обсадних труб, що має на кінці знімний залізобетонний черевик. Порожнина труби заповнюють на 0,8 ... 1,0 м бетонної сумішшю, ущільнюють її за допомогою спеціальної трамбуючої штанги, підвішеною до віброзанурювачів (рис. 6.20). В результаті черевик разом з бетонною сумішшю вдавлюється в грунт, при цьому утворюється розширена п'ята. Обсадна труба заповнюється бетонною сумішшю порціями з постійним ущільненням. У міру заповнення свердловини бетонною сумішшю здійснюється підйом обсадної труби екскаватором при працюючому віброзанурювачів, який значно знижує адгезію труби з бетоном в процесі її вилучення.

Рис-6.20. Технологічна схема пристрою витрамбованних паль:

а - утворення свердловини, 6 - укладання першої порції бетонної суміші; в - ущільнення бетонної суміші трамбуючої штангою, жорстко з'єднаної з віброзанурювачем; г - укладання і ущільнення наступних шарів бетонної суміші; д - витяг обсадної труби і установка арматурного каркаса в голові палі

Частотрамбованние палі влаштовують шляхом забивання обсадної труби в пробурену свердловину разом з надітим на кінці чавунним черевиком, який залишається в грунті (рис. 6.21). Завантаженість бетонної суміші в обсадних труб здійснюють порціями за 2 ... 3 прийоми. Перетин палі формується і обсадна труба витягується з свердловини за допомогою молота подвійної дії, що передає зусилля через обсадних труб.

Обсадних труб з чавунним черевиком під дією ударів молота занурюють в грунт до проектної позначки. Занурюючись, труба розсовує частки грунту і ущільнює його. Коли труба досягає нижньої точки в її порожнину опускають арматурний каркас (при необхідності), далі через лійку з вібробадьі подають в порожнину обсадної труби жорстку бетонну суміш з осіданням конуса 8 ... 10 см.

Після заповнення обсадної труби на висоту 1 м її починають піднімати, при цьому черевик зісковзує під дією гнітючої на нього бетонної суміші, яка починає заповнювати свердловину. Молот подвійної дії, з'єднаний з обсадної трубою при цьому виробляє часті парні удари, спрямовані поперемінно вгору і вниз. Від ударів, спрямованих вгору за 1 хв труба витягується з грунту на 4 ... 5 см, а від ударів, спрямованих вниз, труба осаджується на

2 ... 3 см. Трамбування бетонної суміші, що надходить в свердловину під дією власної маси, здійснюється за рахунок ударів нижньої кромки обсадної труби і тертя бетону об стінки труби в результаті вібраційного впливу молота, в зв'язку з чим вся бетонна суміш постійно знаходиться в процесі вібрації і в підсумку виявляється добре ущільненої. В результаті ущільнюється грунт в нижній частині свердловини, частина бетонної суміші впрессовивается в стінки свердловини, підвищуючи їх міцність.

Мал. 6.21. Технологічна схема пристрою частотрамбованних паль:

а - занурення обсадної труби; 6 - установка арматурного каркаса; в - подача бетонної суміші в порожнину труби; г - витяг обсадної труби з одночасним ущільненням бетонної суміші; ^ - обсадна труба; 2 - копер; 3 - молот подвійної дії; 4 - арматурний каркас; 5 - баддя з бетонною сумішшю; 6 - приймальна воронка; 7 - чавунний черевик

Таке трамбування бетону в обсадної трубі продовжують до повного вилучення труби з грунту. При необхідності на видобуту обсадних труб закріплюють зовнішні вібратори, які дозволяють більш якісно ущільнити верхні шари бетонної суміші. Частот-рамбованной палі можна виготовляти армованими. Армування здійснюється за розрахунком, але в більшості випадків арматурний каркас застосовують тільки у верхній частині палі для з'єднання з армуванням монолітного ростверку. Якщо армування передбачено на всю висоту палі, то арматурний каркас опускають в обсадних труб до початку бетонування.

Піщані набивні палі - найбільш дешевий спосіб ущільнення слабких грунтів. Сталева обсадна труба з черевиком занурюється в грунт за допомогою віброзанурювача (рис. 6.22). Досягнувши проектної позначки, вона частково заповнюється піском, при підйомі обсадної труби за рахунок маси піску вона відділяється від черевика, і за допомогою віброзанурювача витягується на поверхню, при цьому грунт від вібросотрясеній ущільнюється. Додаткове і ефективне ущільнення може бути досягнуто протокою свердловини водою. Застосовують труби діаметром 32-50 см; при добуванні в трубі завжди повинен знаходитися шар піску висотою 1,0-1,25 м. Спосіб застосуємо для свердловин глибиною до 7 м.

Мал. 6.22. Схема пристрою піщаних (грунтових) набивних паль:

а - занурення обсадної труби; б - витяг труби; в - розкривається наконечник; I - віброзанурювач; 2 - обсадна труба; 3 - шарнір; 4 - стулка наконечника, 5 - кільце

Грунтобетонних палі.   Знайшли застосування грунтобетонних палі, які влаштовують за допомогою бурильних установок з порожнистими бурової штангою, має на кінці змішувальний бур зі спеціальними ріжучими та одночасно перемішують суміш лопатами. Після пробуріванія свердловини в слабких піщаних грунтах до потрібної позначки в порожнисту штангу під тиском з розчинозмішувальні установки подають водоцементному суспензію (розчин). Бурова штанга повільно при зворотному обертанні починає підніматися вгору, грунт насичується цементним розчином і додатково ущільнюється буром. В результаті виходить цементно-піщана паля, виготовлена ​​на місці без виїмки грунту.

Бурозавінчівающіеся палі.   Нерідко котловани під заглиблені споруди доводиться влаштовувати поблизу існуючих будівель. Забивання паль і шпунта може привести до їх деформацій через що виникають динамічних впливів. При влаштуванні буронабивних паль, де занурення обсадної труби відбувається з випереджаючої вибіркою грунту з порожнини труби, можливий витік грунтового масиву з-під поруч стоячих фундаментів, що також може привести до деформацій існуючих будівель. Використання методів «стіна в ґрунті» або застосування глинистого розчину для занурення труб призводить до подорожчання Проекту.

Мал. 6.23. Схема бурозавінчівающейся палі:

I - металева труба, 2 - зварювання навивки з трубою; 3 - навівка з арматури діаметром 10 16 мм з кроком 200. 400 мм; 4 - хрестоподібний глухий або втрачається наконечник; 5 - хрестовина, б - диск з металу

При цих методах відбувається порушення природної підземної середовища і її рівноваги, яке може привести до небажаних результатів або до серйозного подорожчання будівництва.

У випадках щільної забудови доцільно застосовувати метод бурозавінчівающіхся паль. Суть методу в тому, що металева труба не забивається в грунт, а загвинчується (рис. 6.23). На трубу в заводських умовах навивается вузький шнек з арматури діаметром 10..Л 6 мм з кроком 200 ... 500 мм. Залежно від ґрунтових умов труба може бути оснащена заглушкою з розпушувачами, глухими або втрачають, що дозволяють при необхідності не допустити воду в тіло труби. При закручуванні труби навколишній грунт частково ущільнюється, близько 15 ... 25% його видавлюється назовні.

Якщо труба в нижній частині глуха, то після загвинчування до проектної позначки в неї вставляється арматурний каркас і вона заповнюється бетонною сумішшю. Для труб з втрачається наконечником в неї вставляється арматурний каркас, труба заповнюється бетоном, в процесі схоплювання бетону труба вигвинчується, в грунті залишається черевик, на який спирається залізобетонна буронабивна паля. При особливо щільних грунтах можливе попереднє пробуривая-ня свердловини на дещо меншу глибину (до 1 м) і діаметр свердловини повинен бути менше діаметра труби. Діаметр загвинчують труб 300 ... 500 мм, довжина від 4 до 20 м. Важливо, що технологія дозволяє виконувати роботи поблизу існуючих будівель при висоті в 5 поверхів на відстані близько 40 см, при більшій висоті - близько 70 см.

Мал. 6.24. Технологічна схема влаштування буронабивних паль діаметром 2 ... 3,5 м:

а - установка бурового верстата; 6 - проходка свердловини; в - зачистка забою; г - установка арматурного каркаса; д - установка бетоіолітной труби; е - бетонування палі, I - бурова установка; 2 - обсадна труба; 3 - грейфер; 4 - арматурний каркас, 5 - бетоіолітная труба

В останні роки набули широкого поширення фундаменти у вигляді потужних опор глибокого закладання з великою несучою здатністю. споруджуються за допомогою спеціальних верстатів (рис. 6.24). Розробка грунту здійснюється за допомогою грейферного ковша всередині опускається обсадної труби. Під час розробки грунту нижній кінець труби повинен бути нижче вибою свердловини. Зачистка забою проводиться грейферним ковшем. Після установки в свердловину арматурного каркаса здійснюється бетонування методом вертикально переміщуваної труби; заглиблення бетоіолітной труби в бетонну суміш має бути не менше 1 м.