Забивні палі види, область застосування, розрахунок, встановлення паль

Забивними палями називаються вироби, що мають стрижневу конструкцію, як правило, круглого або квадратного перерізу, виготовлені з удароміцних матеріалів, що занурюються в ґрунт методом забивання, вдавлювання або віброзанурення.

В основному забивні палі виготовляють:

зі стовбурів високоміцної деревини, яка слабо гниє (наприклад - модрини),
залізних або сталевих труб, зі стінкою завтовшки від 3,5 мм,
з різних сталевих профілів,
із залізобетону, важких марок.

Області застосування забивних пальових фундаментів

В основному їх використовують для пристроїв основ під фундаменти:

при цивільному будівництві, як для одноповерхового та багатоповерхового будівництва;
при промисловому будівництві будівель та споруд, різного ступеня складності;
під час зведення транспортних споруд (мостів, естакад, шляхопроводів);
під час будівництва різних інженерно-гідротехнічних споруд (причалів, пірсів, водозабірних станцій).

Забивні палі є незамінними при будівництві у заплавах річок, на плаунах, в районах з вічною мерзлотою, а також при будівельно-монтажних роботах у зимову пору року.

Залізобетонні палі

Залізничні палі конструктивно виготовляють з дрібнозернистої важкої бетонної суміші, яка повинна мати міцність при стисканні не менше В15 або маркою, вказаною в технічних розрахунках проекту будівництва. Для конструкцій цільного перерізу застосовують щебінь з розмірами фракцій до 40 мм, а для пустотілих паль, виконаних у вигляді оболонок до 20 мм.

Важливо відзначити, що палі, так само, поділяються за характером взаємодії з ґрунтами на:

висячі, які спираються наважко стисливі ґрунти, що залягають на певній глибині;
стійки, які спираються своєю основою безпосередньо на скельні ґрунти.

Так, за умови, що паля упиратиметься в скельні та великі уламкові види грунтів необхідно для її виготовлення застосовувати бетон класом не менше В25 по таблиці міцності, за будь-якої довжини виробу.

Для надання особливих властивостей удароміцності палі армують, використовуючи гарячекатану і леговану арматуру типів від А240 до А800, а також сталевий дріт марки від Bр1200 до Bр1500, а в якості спіралей, сіток і хомутів - просту холоднотягнуту. При цьому застосовується технологія виготовлення методом подовжньої арматури, що напружується або ненапружується.

Маркування з/б паль

Виготовлені залізобетонні палі маркуються, відповідно до своїх форм, розмірів та застосованої технології.

Так буквене розшифрування за існуючим ГОСТом означає:

Перша буква

З	суцільна, квадратного перерізу, армована
Друга літера
П	має всередині порожнину круглого перерізу
До	порожниста круглого перерізу, діаметром від 400 до 800 мм
Про	типу оболонка, порожниста всередині, діаметром від 1000 до 3000 мм
1СД	квадратного суцільного перерізу, у вигляді колон, двох консольна, для розташування по зовнішніх осях
2СД	квадратного перерізу, у вигляді колон, двох консольна, для розташування по внутрішніх осях
Ц	квадратного перерізу, цілісно виготовлена, з напруженою арматурою по центру конструкції
З	складова

Наприклад:

СП80.30-4-А800 – паля суцільна квадратного перерізу, цільного виготовлення, поперечно армована, з довжиною стрижня 80 дм (8 метрів), зі сторонами перерізу 30 см, з арматурною сталлю класу А800, що напружується, і тип армування №4.

Найбільш широко застосовуються стандартні залізобетонні палі, які мають квадратний переріз розмірами 30 або 40 см та завдовжки від 3 до 14 метрів. Якщо ж, при проектних розрахунках необхідна довжина палі більше, ніж стандартна, її виготовляють, як складову. Загальна довжина при зануренні для залізничних складових паль становить 25 метрів.

Металеві забивні палі

Металеві забивні палі виготовляються з різних сталевих профілів, сталевих або чавунних труб, за умови обов'язкової умови товщини стінки від 3,5 мм, з конусоподібним наконечником на кінці.

Виготовлені промисловим способом металеві забивні палі мають діаметр від 159 до 630 мм. Як правило, вихідним матеріалом для цих паль служать стандартні сталеві або чавунні труби, для яких виготовляються конусоподібні наконечники і два види оголовників, один безпосередньо для забивання, а другий для збільшення довжини (складання).

Для неміцних ґрунтів на металевих палях роблять анкерні пристрої або у вигляді технологічних вирізів та отворів, або у вигляді приварених насадок. Для надання більшої міцності після занурення порожнину палі заливають бетоном.

Хоча металеві забивні палі великих діаметрів можуть виконуватися складовою довжиною до 90 метрів, їх, як правило, застосовують для невеликих і нескладних металокаркасних споруд. А ось, металеві забивні палі малих перерізів, виконані, як правило, в кустарних умовах і змонтовані за допомогою підручних засобів, широко застосовуються для малогокотеджного будівництва.

Розрахунок пальового фундаменту

Пристрій пальового фундаменту призначається для передачі всього навантаження від споруди, що знаходиться на ньому, через ростверки і палі на основу (землю). Такою основою служать лише шари умовно стисливого ґрунту, які в деяких випадках знаходяться на певній глибині.

При будівництві цивільних та промислових об'єктів розрахунок фундаменту проводитиметься лише кваліфікованим конструктором на стадії проектних робіт. Для приватного котеджного будівництва (до двох поверхів) можна зробити спрощений розрахунок, але в будь-якому випадку, для цього треба знати склад місцевих грунтів.

Весь розрахунок пальового фундаменту заснований на тому, що кожна окрема паля здатна витримувати певне навантаження, і описується досить простою формулою, яка визначає кількість необхідних паль:

З =(Рп х 1,2)/Нс, штук,

де Рп - повне навантаження (вага) будівлі,

Нс – несуча здатність однієї палі,

1,2 – коефіцієнт запасу міцності.

Повне навантаження на пальовий фундамент підсумовується з ваги фундаменту, всіх будівельних конструкцій (стін, підлоги, стелі, даху тощо), корисного навантаження (ваги людей, меблів, обладнання та ін.) та снігового навантаження.

Наприклад:

Двоповерховий котедж розмірами 8 на 10 метрів, що складається з пальово-ростверкового фундаменту, з стінами з дерев'яного бруса, що несуть, з дерев'яними перекриттями, з перегородками з гіпсокартону і даху з м'якої покрівлі буде мати вагу приблизно в 62 тонни. Додамо снігове навантаження для регіонів центральної частини України до 110 кг/м2 і помножимо на 1,2 – коефіцієнт запасу міцності, в результаті отримаємо повне навантаження:

(62,0 + 8,8) х 1,2 =85 тонн.

За умови, що наш котедж стоїть на ґрунтах типу ЛЕСС по таблиці вибираємо несучу здатність однієї сталевої забивної палі діаметром 89 мм і загальною довжиною 3,0 м, яка становитиме 4,3 тонни.

Пластичність Розрахунковий опір, кг/см2 Несуча здатність палі d=89мм на 3,0 м

Глина	Напівтверда	6	6,7
Тугопластична	5	6,3
м'якопластична	4	5,8
Суглинки та супіски	Напівтверда	5,5	6,5
Тугопластична	4,5	6,0
М'якопластична	3,5	5,5
Лес	М'якопластична	1	4,3
Пісок середній	15	11,1
Пісок дрібний	8	7,7
Пісок пилоподібний	5	6,3

Звідси отримуємо, з округленням, кількість паль, що шукається:85 тонни /4,3 = 20 паль.

Порівняльна вартість

Приміром, умовний погонний метр залізобетонної палі з ходовим перетином 30х30 мм коштує від 10 €, а цінник погонного метра сталевої труби порівнянним діаметром в 273 мм і товщиною стіни 6 мм починається від порядку 25 €.

Але якщо взяти будівництво котеджу не більше двох поверхів і площею забудови приблизно в 100 м2, то укрупнений розрахунок порядку вартості для різних типів фундаменту буде таким:

пальово-ростверковий від 1800 €,
блочний стрічковий від 2100 €,
монолітний стрічковий від 2500 €,
плитний (шведська плита) від 3100€.

При цьому розрахунку не враховуються різні умовибудівництва, такі як склад ґрунту на об'єкті будівництва, обсяг будівництва, віддаленість від основних комунікацій тощо.

Забивка паль

Для забивання паль розмірами в довжину до 12 метрів і діаметром до 600 мм використовуються багатофункціональні машини, здатні зачепити, підняти і завести палю в молот. Наприклад, машини вітчизняного виробництва на базі КАМАЗу така, як УГМК-12 або УРАЛу - БМ-811.

У результаті: у нас з'являються вагомі причини зупинити свій вибір на забивних палях, які дозволять нам скористатися їх незаперечними перевагами, такими як:

Велика здатність, що несе;
Можливість влаштування на будь-яких видах ґрунту;
Можливість зведення на значній віддаленості від баз та комунікацій;
Можливість монтажу у будь-яку пору року, за будь-яких погодних умов,
Порівняно невисока питома вартість робіт.

Незначні витрати, швидкість зведення та абсолютна універсальність забивних паль роблять їх незамінною конструкцією фундаментів у сучасному будівництві.