Розрахунок паль за матеріалом розмір

Ухвалюючи рішення про будівництво будинку, майбутній господар повинен мати про нього хоча б ескізне уявлення. Звичайно, буде відома поверховість, кількість кімнат, спосіб обігріву та водопостачання. Залишається виконати розрахунок паль за матеріалом.

Для малоповерхової будови можна порекомендувати пальовий фундамент.

Він дешевше, ніж традиційно застосовуваний стрічковий фундамент, вартість якого становить приблизно 40% від загальної вартості будинку.

Як рекомендують застосовувати палі

при розрахунковій навантаженні лише на рівні ростверку до 150 кН/м (15тсм);
для палі-колони навантаження не має перевищувати 400 кН (40тс).

Для таких будівель рекомендують такі види паль:

короткі пірамідальні, армовані поздовжніми, напруженими стрижнями (без поперечного армування);
призбивні забивні, з перетином не менше 200×200 мм;
бурові: діаметр 300-600 мм; довжина до 3 м;
набивні: діаметр 300-600 мм; довжина до 3 м;
буроін'єкційні: діаметр 150-350 мм;
трубчасті із металу: діаметр 150-325 мм, заповнюються бетоном;

На зображенні 1 представлені призматичні забивні палі, які підійдуть для приватного будинку, так як їх виготовляють довжиною від 3 до 14 м і поперечним перерізом від 20×20 см до 40×40 см.

На зображенні 2 представлена паля пірамідальна коротка. Їх виготовляють довжиною в діапазоні 1,5-6,0 м. У верхній частині розміри становлять 70×70 см або 80×80 см, у нижній частині 10×10 см. При бурінні використовують глинистий розчин.

На зображенні 3 представлений процес виготовлення буронабивної палі з використанням глинистого розчину:

роблять глинистий розчин, під який бурятьсвердловину;
встановлюють каркас;
опускають трубу для заливання бетону (згори вібробункер);
заливають бетон із одночасним видаленням глинистого розчину.

Різновидом буронабивної є буроін'єкційна паля. Вони мають значно менший діаметр та застосовують їх для посилення вже готового пальового фундаменту.

На зображенні 4 показана металева трубчаста паля. Це, мабуть, найбільш вдалий варіант для заливання фундаменту своїми руками.

Розрахунок палі та її несучої здатності за формулою

Застосування існуючих формул і даних буде актуальним у тому випадку, якщо мінімальна глибина занурення палі становить 2 м і максимальна 3 м. Якщо довжина бурових паль менше 3 м, то товщина щебеню, яким утрамбовують грунт, має бути не менше 0,1 м.

де γc - коефіцієнт умов роботи.

γcR - коефіцієнт умов роботи ґрунту під нижнім кінцем висячих паль,

γcf - коефіцієнт умов роботи ґрунту на бічній поверхні.

При цьому коефіцієнти дорівнюють 1 для піщаних, глинистих і пилувато-глинистих грунтів, в які заглиблюються висячі палі та інші види.

З огляду на це формулу (1) запишемо:

де R - розрахунковий опір ґрунту під нижнім кінцем палі, кПа(тс/м 2 ); А — площа ґрунту, на яку спирається паля, м2. u - зовнішній периметр палі, м; fi - розрахунковий опір i-го шару ґрунту на бічній поверхні палі, кПа(тс/м2); hi - товщина i-го шару ґрунту, вздовж бічною поверхнею палі, м.м.

Визначення характеристик ґрунту

Таблиця для розрахунку паль.

Щоб виконати зазначений розрахунок, необхідно знати коефіцієнти пористості, а для глинистих грунтів і показник плинності.

Найпростіший спосібсамостійного визначення коефіцієнта пористості заснований на визначенні ваги води, що міститься в порах ґрунту та використання формули

де ρвл -щільність вологого ґрунту, г/см 3 ; ρсух - щільність сухого ґрунту, г/см 3 .

Для цього необхідно отримати відомий обсяг ґрунту, негайно зважити його і визначити значення ρвл. Потім добре висушити пробу, знову визначити її об'єм і вагу і розрахувати значення ρсух.

Точно визначити показник плинності можна лише у спеціалізованій лабораторії. У домашніх умовах для глини та суглинків цей параметр можна визначити приблизно, орієнтуючись на наступні консистенції ґрунту:

напівтверда (від 0 до 0,25);
тугопластична (від 0,25 до 0,5);
м'якопластична (від 0,50 до 0,75);
текучепластична (від 0,75 до 1).

Безумовно, такий суб'єктивний метод не дає змоги точно вирішити поставлене завдання, але для орієнтовного розрахунку він є прийнятним. Адже перед тим як розпочинати будівництво, бажано хоча б приблизно знати, яка кількість висячих паль для нього знадобиться і, відповідно, приблизно якісь кошти.

Приклад розрахунку палі за формулою 2

За формулою (1) можна визначити діаметр паль та їх кількість, якщо відома загальна вага, Р будови. Можна визначити вагу Р споруди, які витримають палі, тобто вирішити зворотне завдання.

Вирішимо пряме завдання. Приблизну вагу будівлі можна визначити, якщо відома поверховість, матеріали стін та перекриттів, вага покрівлі.

Площу ґрунту, на яку спирається основа палі, визначимо через її діаметр d:

a периметр палі дорівнює

підставивши (4) і (5) в (2), після елементарних перетворень отримаємо:

Нехай глибина занурення палі дорівнює 3 м і при цьомуверхній глинистий шар має товщину 1,5 м і нижній шар складає великий пісок. Нехай коефіцієнт пористості е≤0,55 і у верхньому шарі глина знаходиться в м'якопластичному стані, тобто показник плинності IL=0,6.

По таблиці 1 визначаємо розрахунковий опір глинистих ґрунтів, fгл=25(2,5)кПа (тс/м 2 ) та по таблиці 2 розрахунковий опір піщаних ґрунтів, fпес=85(8,5) кПа (тс/м 2 ). По таблиці 4 визначаємо розрахунковий опір піщаного шару Rпес=4100(410) кПа (тс/м 2 ). Підставимо ці значення в тс/м 2 формулу (6).

Fd=π[410d 2 /4+d(2,5·1,5+8,5·1,5)]= π[410d 2 /4+d(2,5·1,5+8,5· 1,5)] = = π (410d 2 / 4 +16,5 d).

При діаметрі d=30 см=0,3 м, Fd=44,5 т.

При діаметрі d=20 см, Fd=23т.

Необхідну кількість паль N необхідно визначати, перевіряючи умову:

де Р - вага споруди.

Зрозуміло, що одночасно з вирішенням прямої задачі можна виконати розрахунок розміру паль.

Для паль, що мають у перерізі квадратну форму зі стороною а, формулу (6) необхідно перетворити, і вона набуде вигляду:

Підсумовуючи, слід зазначити, що виконаний, мабуть, найпростіший розрахунок. І мета його полягала у визначенні приблизної кількості паль. Набагато складніше здійснити розрахунок на вплив сил морозного пучення. А його також потрібно виконувати. Для такого розрахунку потрібно визначати питому дотичну силу морозного пучення, але це можна виконати лише досвідченим шляхом. Оскільки фундамент вимагає серйозного себе ставлення, то доцільно скористатися послугами спеціаліста.