4 Розрахунок пальових фундаментів

4.2 Визначення несучої здатності забивних паль

Застосовування паль найбільш раціональне в тому випадку, коли їх несуча здатність за ґрунтом близька до несучої здатності за матеріалом конструкції (ствола).

Несуча здатність палі за ґрунтом розраховується за умовою [7]

                                                (4.1)

де N - розрахункове навантаження, що передається на палю, кн.;

F_d - несуча здатність палі, кн.;

g_k - коефіцієнт надійності, що установлюється в залежності від кількості паль у фундаменті і від способу визначення F_d, , g_k = 1,2...1,75.

Несуча здатність за ґрунтом палі, яка спирається на скельний або грунт, який практично не стискається, визначається як сила розрахункового опору ґрунту основи тільки під нижнім кінцем палі, кН:

F_d = g_cRA,                                                   (4.2)

g_c - коефіцієнт умов роботи палі в ґрунті; g_c = 1;

R - розрахунковий опір ґрунту під нижнім кінцем палі-стояка, який приймають таким:

а) для усіх видів забивних паль, які спираються на скельний та ґрунт, що мало стискається, R = 20 МПа;

б) для набивних та бурових паль і паль-оболонок, які заповнені бетоном, і заглиблених у невивітрілий скельний грунт не менше ніж на 0,5м, - за формулою:

                                           (4.3)

де R_c,n - нормативне значення границі міцності на одноосний стиск скельного ґрунту у водонасиченому стані, кПа;

g_g- коефіцієнт надійності за ґрунтом, g_g = l,4;

l_d - розрахункова глибина занурення набивної палі в скельному грунті, м;

d_f - зовнішній діаметр заглибленої у скельний ґрунт набивної палі, м.

Несуча здатність висячої забивної палі, яка працює на вертикаль­не стискуюче навантаження, визначається як сума сил розрахункових опорів ґрунтів основи під нижнім кінцем палі та на її боковій поверхні:

F_d = ,                                     (4.4)

де R - розрахунковий опір ґрунту під нижнім кінцем палі [7, табл. 1],  який визначається в залежності від виду ґрунту та глибини занурення нижнього кінця палі (табл. 4.5), кПа;

u - зовнішній периметр поперечного перерізу палі, м;

f_i - розрахунковий опір i-го шару ґрунту основи по боковій поверхні [7, табл. 2], який визначається в залежності від виду ґрунту та глибини занурення середини цього шару від рівня природного рельєфу, кПа (табл. 4.6);

h_i - товщина i-того шару ґрунту, дотичного з боковою поверхнею, м;

g_cR  та g_cf  - коефіцієнти умов роботи ґрунту відповідно під нижнім кінцем палі і по боковій поверхні [7, табл. З], які враховують вплив способу занурення палі на розрахунковий опір ґрунту. Для суцільних та порожнистих паль із закритим нижнім кінцем, які занурюються механічними (підвісними), пароповітряними та дизельними молотами g_cR = g_cf  = 1.

При зануренні забиванням або вдавлюванням у попередньо пробурені лідерні свердловини із заглибленням кінців паль не менше 1 м нижче вибою свердловини g_cR =1, а g_cf у цьому випадку приймається в залежності від діаметра свердловини: при діаметрі свердловини, рівному стороні квадратної палі – g_cf =0,5; на 0,05 м менше сторони квадратної палі – g_cf = 0,6; на 0,15 м менше сторони квадратної палі – g_cf =1,0.

Для визначення глибини занурення Н нижнього кінця палі та середньої глибини розташування шару ґрунту (примітка 2) можна скористатись такими формулами: при плануванні зрізанням від 3 до 10 м:

H = H_П-h₃+3м;                                                             (4.5)

при плануванні підсипанням (намивом) від 3 до 10 м:

Н = Н_П + h_П – 3м,                                                        (4.6)

де Н_П - глибина занурення нижнього кінця палі від рівня природного рельєфу, м:

h₃ та h_П - товщина відповідно зрізання і підсипання, м.

Таблиця 4.5 - Розрахунковий опір під нижнім кінцем забивних паль
та паль-оболонок, що занурюються без виймання ґрунту ,кПа

Примітки: 1. Над рискою дані значення R для піщаних ґрунтів, під рискою - для пилувато-глинистих.

2. У таблицях 4.5 та 4.6 глибину занурення нижнього кінця палі та середню глибину розташування шару ґрунту при планування території зрізанням, підсипанням, намивом до 3 м слід приймати від рівня природного рельєфу, а при цих же видах планування від 3 до 10 м - від умовної відмітки, розташованої відповідно на 3 м вище рівня зрізання або на 3 м нижче рівня підсипання.

3. Для щільних піщаних ґрунтів, ступінь щільності яких визначався за даними статичного зондування, значення R за табл.. 4.5 для паль, занурених без підмивання або лідерних свердловин, слід збільшувати на 100%. При визначенні ступеня щільності ґрунту за даними інших видів інженерних вишукувань значення R для щільних пісків слід збільшити на 60%, але не більше ніж до 20000 кПа.

Таблиця 4.6 - Розрахунковий опір на боковій поверхні забивних паль, кПа

Примітки:

1. При визначенні розрахункового опору на боковій поверхні паль слід ураховувати вимоги примітки 2 до таблиці 4.5.

2. Для проміжних глибин занурення та проміжних значень показника тягучості пилувато-глинистих ґрунтів R i fi в табл. 4.5 та 4.6 визначаються інтерполяцією.

3. При визначенні за табл. 4.6 розрахункових опорів ґрунтів по боковій поверхні, пласти ґрунтів слід розбивати на однорідні шари товщиною не більше 2м.

4. Значення розрахункового опору щільних піщаних ґрунтів по боковій поверхні паль треба збільшувати на 30% порівняно зі значеннями, наведеними в табл. 4.6.

5. Розрахункові опори супісків та суглинків з коефіцієнтом пористості е<0,5 і глин з е<0,6 слід збільшувати на 15% порівняно зі значеннями, наведеними в табл. 4.6, при будь-якому значенні показника текучості.