Технологія пристрою набивних паль

Зміст

Введення

1. Загальні відомості

2. Види набивних паль та способи їхвиготовлення

3. Пристрій набивних паль

4. Набивні палі

4.1 Буронабивні палі

4.2 Пневмотрамбованние палі

4.3 Вібротрамбоваіние палі

4.4 Частотрамбованние палі

4.5 Піщані і гpунтобетонние палі

Висновок

Список використаної літератури

Введення

Пристрій пальпроводиться забивним і набивним методами. При забивних методі частина процесу -виготовлення паль - відбувається на заводі залізобетонних виробів. При набивномметоді весь процес влаштування паль відбувається на будівельному майданчику. Зазабивних методу необхідно зрізати оголовки забитих паль, що призводить довтрат залізобетону. Ці втрати можуть бути більшими і складати до п'ятоїчастини обсягу забивних паль. Набивної метод, на відміну від забивного не обмеженийдля застосування в умовах щільної міської забудови, а також приреконструкції та ремонті будинків і споруд.

В останні роки набивнийметод знаходить все більш широке застосування при влаштуванні паль. Застосуваннянабивних паль дозволяє не тільки уникнути зазначені вище втрати залізобетону,але й посилити і підвищити надійність фундаментів особливо в складнихінженерно-геологічних і гідрогеологічних умовах міста.

Основні способивлаштування паль по набивні методу:

- буронабивні палі;

- за допомогою пробиваннясвердловини;

- за допомогою розкочуваннясвердловини.

1.Загальні відомості

Поняття В«набивні паліВ»об'єднує велику кількість різних конструкцій паль і методів їх виготовлення.Але для всіх видів набивних паль принципово спільною є основнатехнологічна схема: у грунті тим чи іншим методом влаштовують свердловину,яку потім заповнюють бетоном.

Якщо до заповненнясвердловини бетоном в неї опускають стальний арматурний каркас, то виходитьзалізобетонна набивна паля. ,

Застосування того чи іншогоспособу пристрою свердловини і способу заповнення її бетоном залежить від багатьохфакторів: геолого-гідрогеологічних умов будівельного майданчика, експлуатаційнихвимог до пальових фундаментів, механовооруженности будівництва і т. п.

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

Набивні палі були широкопоширені на початку XX ст. Крім паль Страусса тоді з'явилися й інші їхсистеми: В«КомпрессольВ» (Франція, 1900 р., конструкція запропонована Дюлак),В«СимплексВ» (США, 1903 р., запропонована Ф. Шуманом), В«ФранкиВ» і В«ФранкіньольВ»(Франція, 1909, запропоновані Ф. Франкіньолем) та ін.

Характерними сучаснимитенденціями в області пристрою набивних паль є наступні: підвищеннянесучої здатності цих паль шляхом збільшення площі їх опирання на грунт;застосування коротких набивних паль (2,5-6 м) в масовому житловому будівництві;створення спеціалізованих будівельних організацій, що виконують роботи попристрою набивних паль.

При описі способіввиконання робіт з улаштування набивних паль буде розглянуто виготовлення такзваних грунтових паль. Свердловини для таких паль роблять в основному тими жспособами, що і для набивних бетонних паль, а потім заповнюють грунтом.

За конструктивнимпризначенням, розміщенню в плані і роботі, в грунті між бетонними палями тагрунтовими є принципова відмінність. Бетонні або залізобетонні паліявляють собою жорсткі стрижні, що становлять основну частину пальовогофундаменту. Від таких паль навантаження від споруди передається грунту. Поняття жВ«Грунтова паляВ» є умовним. Призначення останньої полягає лише вущільненні грунту, що залягає нижче підошви фундаменту. Після закінчення робіт поущільненню грунту грунтовими палями вони фізично перестають існувати іразом з ущільненим грунтом утворюють більш-менш однорідне штучнепідстава. Чим більше матеріал грунтових паль за своїми властивостями та складомнаближається до властивостей і складу ущільнюваного грунту, тим однорідніше будештучне підставу.

У цьому розділіописані сучасні методи виготовлення набивних бетонних і залізобетоннихпаль, застосовуваних у вітчизняній і зарубіжній практиці, а також особливостіконструкцій фундаментів на набивних палях.

2.Види набивних паль та способи їх виготовлення

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

за матеріалом - бетонні, залізобетонні, піско-ігрунто-бетонні, піщані, грунтові, комбіновані із застосуваннямметалевої, асбоцементной і синтетичних оболонок, збірного залізобетону,дерева;

по глибині залягання - короткі (до 6 м) і довгі (більше6 м). - Крім цього, набивні палі підрозділяють:

в залежності відрозташування паль в плані - одиночні, пальові кущі, смуги і поля;

за способом закладення - з вільною головою і заробкою вбетон ростверку або фундаментної плити;

по відношенню осі догоризонтальній площині - вертикальні і похилі;

по горизонтальномуперетину стовбура -круглі суцільні і кільцеві;

по вертикальномуперетину стовбура -циліндричні, гофровані, конічні, з уширенной п'ятою;

за характером роботи вгрунті - висячіСван, палі-стійки і анкерні.

Способи освітисвердловин наступні: механічне і вібромеханіческое буріння, пробивання отворівконусом або лідер-ної трубою, буріння під глинистим розчином, вибуховий метод.

Застосовують наступніспособи бетонування стовбура: пряме, із застосуванням вертикально переміщаєтьсятруби (ВПТ), під глинистим розчином, під захистом обсадної труби, бетонуванняз трамбуванням, пневмо-і гідропресування, роздільне бетонування і ін

Способи освітирозширень стовбурів можливі наступні: механічне трамбування, механічнебуріння сухим способом або під глинистим розчином, гідро-таелектромеханічним роздавлюванням, термомеханическим бурінням, вібруванням,пневмо-ігідропрессованіем і вибуховим методом.

На практиці застосовують два основних способи утворення свердловин піднабивні палі для подальшого заповнення їх бетоном: бурінням або пробиваннямгрунту. За першим способом в залежності від грунту бурять свердловини беззміцнення стінок або із зміцненням їх глинистим розчином, а також під захистомобсадних труб. За другим способом свердловини пробивають теж в залежності від видугрунту сердечниками або трубами з глухим нижнім кінцем, трубами з втрачається черевикомабо трубами-оболонками з глухими нижніми кінцями, які залишаються в грунті.Останній метод є перехідним до установки забивних порожнистих паль з глухимнижнім кінцем.

3. Пристрій набивних паль

Пристрій набивних паль можна розділити на шість основних груп. Вперші три групи входять ті види набивних паль, для влаштування яких свердловиниутворюють бурінням. Ці групи отримали загальну назву буро-набивних паль.

I група - палі, для яких свердловиниутворюють бурінням сухим способом без глинистого розчину і обсадних труб:бурять свердловини роторним або іншим способом без уширення стовбура або п'яти або зуширением (палі камуфлетном, з розбурюється п'ятої, лучевідние); свердловиниутворюють з лидерной буровим шпурів з подальшим збільшенням їх діаметра дозаданих розмірів за допомогою вибуху (гофровані палі і ін); те ж, роторнимбурінням з разбуріваемого сдобавленіем цементу (грунтобетонние палі).

II група - палі, для яких свердловиниутворюють роторним бурінням обсадних труб, а бетонування ведуть під глинистимрозчином: діаметром до1 м (системи НДІБВ Держбуду УРСР та ін); діаметром більше1 м - бурові опори (системи ЦНИИС Мінтрансбуду та ін.)

III група - палі, для яких буря...ть свердловини ззастосуванням обсадної труби, бетонування виробляють під захистом поступововитягуваної труби: бетонування ведуть механічним трамбуванням бетону, що подаєтьсяв свердловину (палі системи Страусса, Беното та ін); палі утворюють пневматичним прессованіембетона (палісистеми Вольфсхольтца, Грюн, Медведєва, Боженкова і Гузєєва); бетонуванняведуть гідравлічним пресуванням бетону (палі системи В«мает - МіхаелісВ» іін.)

IV група - палі, для яких отвори вгрунті утворюють штампами і бетонування ведуть без обсадкі: палі, для яких отворив грунті пробивають конусами-штампами (палі систем В«КомпрессольВ», Пангаева, опорив витрамбованних котлованахі ін); отвори в грунті утворюють віброметодом абовдавленням (палі конусні та ін.)

V група - палі, для яких свердловиниутворюють забиванням в грунт масивної оболонки зі знімним черевиком абоспадним наконечником; бетонування виробляють з поступовим вилученнямоболонки (палі систем В«СимплексВ», В«Або-ЛоренцВ», В«ФранкиВ», частотрамбованние іін.)

VI група - палі, для яких свердловиниутворюють забиванням в грунт металевої оболонки, що залишається в грунті: в грунтзабивають металеву оболонку з сердечником (або без нього), потім сердечниквидаляють і оболонку заповнюють бетоном (палі систем Штерна, Раймонда, Монотюба,Макартура, Вільгель-ми, Луги та ін); забиту в грунт масивну металевуоболонку замінюють більш тонкої, що залишається в грунті з наступнимбетонуванням (сЕаі систем Макартура, вестерн і ін).

4.Набивні палі

4.1 Буронабивніпалі

Характерноюособливістю технології устрою буронабивних паль є попереднєбуріння свердловин до заданої відмітки і подальше формування стовбура палі.

ВЗалежно від грунтових умов буронабивні палі влаштовують одним знаступних трьох способів: без кріплення стінок свердловин (сухий спосіб), ззастосуванням глинистого розчину для запобігання обвалення стінок свердловини, зкріпленням свердловин обсадними трубами.

Сухийспосіб (рис. 1.10) застосуємо в стійких грунтах (просадні і глинистітвердої, напівтвердої і тугопластичної консистенції), які можуть триматистінки свердловини. Технологія пристрою таких паль полягає в наступному. Методамиобертального буріння (шнекова колона або ковшовий бур) в грунті разбуріваемогосвердловину необхідного діаметра і на задану глибину. По досягненні проектноївідмітки в необхідних випадках нижню частину свердловини розширюють за допомогоюспеціальних розширювачів, закріплених на буровій штанзі і входять у комплектбурового верстата.

Принципроботи розширювача наступний: тиск, що передається через штангу, розкриваєшарнірну систему ножів розширювача; при обертанні штанги ножі зрізають грунт,потрапляє в баддю, розташовану під розширювачем. За 4 ... 5 операційсрезиванія і виймання грунту утворюється уширення порожнину діаметром до 1,6 м.Після приймання свердловини у встановленому порядку при необхідності в ніймонтують арматурний Kapкac і бетонують методом вертикально переміщається труби.

ріс.1.10.Технологічна схема пристрою буронабивних паль сухим способом

а - буріння свердловини; б-пристрійуширенной порожнини; в-установка арматурного каркаса; г - установка бетонолітнойтруби з вібробункером; д - заповнення вібробункера бетонною сумішшю; е-Бетонування свердловини методом ТВП; е-утеплення оголовка палі в зимовихумовах; l-шнекова бурильна установка; 2 '-розширювач; 3-крангрузопод'емностью10 ... 12 т; 4-бетонолітную труба; 5-завантажувальний бункер

Застосовуванів строіельстве бетонолітную труби, як правило, складаються з окремих "секцій і мають стики, що дозволяють швидко і надійно сполучати: труби. У приймальнюворонку бетонну суміш подають безпосередньо з автосмесітеля або за допомогоюспеціального завантажувального бункера. По мірі укладання бетонної суміші бетонолітнуютрубу витягують з свердловини. В свердловині бетонну суміш ущільнюють за допомогоювібраторів, укріплених на приймальній воронці бетонолітной труби. По закінченнібетонування свердловини голову палі формують в спеціальному інвентарному кондукторіі в зимовий врeмя захищають утеплювачем. За цією технологією найчастішевиготовляють буронабивні палі діаметром 400, 500, 600, 1000 і 1200 мм і довжиноюдо 30 м.

Глинистийрозчин для утримання стінок свердловин від обвалення застосовують при пристроїбуронабивних паль (рис. 2.11) в нестійких обводнених грунтах. У цьому випадкусвердловини бурят обертальним способом. Однак при проходці по скельнимвключеннями прошаркам використовують змінні робочі органи ударного типу(Грейфери, долота). У свердловину глинистий розчин надходить по пустотілоїбурової штанзі. За рахунок гідростатичного тиску, що чиниться цимрозчином, щільність якого 1,2 ... 1,3 г/см3, влаштовують палі без обсаднихтруб. Глинистий розчин готують на місці виконання робіт переважно збентонітових глин, і по мірі буріння його нагнітають в свердловину. Піднімаючись посвердловині вздовж її стінок, глиняний розчин потрапляє в зумпф, звідкиповертається насосом в бурову штангу для подальшої циркуляції. Потім всвердловину встановлюють арматурний каркас. Бетонну суміш подають за допомогоювібробункера з бетонолітной трубою, яку опускають у свердловину

Рис. 1.11.Технологічна схема пристрою буронабивних паль під глинистим розчином

а - буріння свердловини; б-пристрійуширенной порожнини; в-установка арматурного каркаса; г-установка бетонолітнойтруби з вібробункером і лійкою; д-бетонування свердловини методом ТВП; ('-Утеплення оголовка палі в зимових умовах; J-буровий верстат, 2-Гліносмесітель; 3-насос; 4-розширювач; 5-бетонолітную труба звібробункером

Вібріруемаябетонна суміш, надходячи в свердловину, витісняє глинистий розчин. За міроюзаповнення свердловини бетонною сумішшю бетоновод витягують.

Пристрійбуронабивних паль з кріпленням стінок свердловин обсадними трубами (рис. 1.12)можливо в будь-яких геологічних і гідрогеологічних умовах. Обсадні труби можназалишати в грунті або витягати з свердловин в процесі виготовлення паль(Інвентарні труби). Секції обсадних труб, як правило, з'єднують стикамиспеціальної конструкції або за допомогою зварювання. Занурюють обсадні труби впроцесі буріння свердловини гідродомкратами, а також за допомогою забивання труби вгрунт або віброзануренням. Бурять свердловини спеціальними установкамиобертальним або ударним способом.

Післязачистки забою і установки в свердловині арматурного каркасу свердловину бетонуютьметодом вертикально переміщуваної труби (ВПТ). За міру заповненнясвердловини бетонною сумішшю інвентарну обсадних труб витягають. При цьомуспеціальна система домкратів, змонтованих на установці, повідомляє обсадної трубізворотно-поступальний і полувращательное рух, додатково уплoтняябетонну суміш. Після закінчення бетонування свердловини голову палі формують успеціальному інвентарному кондукторі.

Для пристрою розширень упідставах паль, як правило, застосовують вибуховий спосіб. Для цього впробуреної свердловині встановлюють обсадних труб так, щоб її нижній кінець недоходив до дна свердловини на 1,2 ... 1,5 м, тобто був за межами діїкамуфлетного вибуху. У обсадних труб опускають на дно свердловини заряд вибухівкирозрахункової маси і виводять провідники від детонатора до підривної машині. Трубузаповнюють бетонною сумішшю і виробляють вибух. Енергія вибуху ущільнює грунт істворює сферичну порожнину, яка негайно заповнюється бетонною сумішшю зобсадної труби. Остаточно заповнюють свердловину описаним вище способом. У нашійкраїні буронабивні палі виготовляють діаметром 880 ... 1200 мм, довжиною до 35 м.для влаштування буронабивних паль використовують литу бетонну суміш з осіданнямконуса 16 ... 20 см.

Рис. 1.12.Технологічна схема пристрою буронабивних паль із застосуванням обсадних труб

а-монтаж ротора і забурювання свердловиниз одно...часним зануренням обсадної труби, б-проходка свердловини; в-зачисткавибою свердловини; г-установка арматурного каркаса; д - заповнення свердловинибетонною сумішшю, витяг обсадної труби; е - формование голови палі вінвентарному кондукторі

4.2 Пневмотрамбованние палі

Палі застосовують припристрої фундаментів з великим припливом води, ускладнює спорудженнябуронабивних паль. У цьому випадку бетонну суміш укладають в порожнину обсадноїтруби при постійному підвищеному тиску повітря (0,25 ... 0,3 МПа), якийподається від компресора через ресивер. Бетонну суміш подають невеликимипорціями через спеціальний пристрій - шлюзову камеру, діючу попринципом пневмонагнетательних установок, при міняних для транспортуваннябетонної суміші. Шлюзові камери складаються з двох відрізків труб, з'єднанихфланцями, які мають верхні і нижні отвори, що закриваються клапанами.Подачу суміші через воронку у верхню камеру здійснюють при закритому нижньомуклапані; після подачі порції верхній клапан верхньої камери закривається, анижній-відкривається і т. д.

4.3 Вібротрамбоваіние палі

Палівикористовують у сухих зв'язних грунтах, в яких можна укладати бетонну суміш ввідкриту свердловину глибиною 4 ... 6 м. Такі палі влаштовують таким чином. Вгрунт за допомогою Вібронавантажувачі, підвішеного до екскаватора, занурюютьсталеву обсадних труб, що має на кінці знімний залізобетонний черевик.

Післязанурення труби Вібронавантажувачі знімають і внутрішню порожнину труби заповнюютьна 0,8 ... 1 м бетонною сумішшю. За допомогою трамбуючою штанги, підвішеній доВібронавантажувачі, суміш трамбують, в результаті чого вона разом з черевикомвдавлюється в грунт, утворюючи при цьому розширену п'яту. Заповнивши бетонною сумішшюобсадних труб, її витягують з грунту за допомогою екскаватора, при працюючомуВібронавантажувачі.

4.4 Частотрамбованние палі

Паліпослідовності.

Паралельно

ДанийУ цьому випадку використовуютьПриТаким способом

В

Рис.1.16.

Висновок