Набивні бетонні і залізобетонні палі

Набивні палі на відміну від паль, що занурюються, виготовляються на місці, у ґрунті. Це виключає необхідність в опалубці, транспортуванні і підйомі. Крім того, при їхньому виготовленні не потрібно важкого копрового устаткування і кранів.

По способі виготовлення набивні палі підрозділяються: на палі з металевою оболонкою, що забивається в ґрунт (трубобетонні); палі, при виготовленні яких обсадна труба використовується тільки в період бетонування (частотрамбовані); камуфлетні палі і палі, для яких свердловина в ґрунті утвориться роторним бурінням без обсадної труби.

Трубобетонні палі не знаходять широкого застосування в будівництві через велику витрату металу.

Частотрамбовані палі можуть виготовлятися шляхом пневматичного, механічного і гідравлічного пресування бетону. Найбільш універсальними з них, особливо при наявності ґрунтових вод, є пневмонабивні палі. Процес виготовлення пневмонабивних паль (мал. 6.8) складається з наступних операцій: опускання в ґрунт на необхідну глибину обсадних труб; підготовчих робіт перед бетонуванням; подачі бетонної суміші в трубу; пресування бетону і підйом обсадних труб; переміщення агрегату до місця розташування іншої палі.

Рис. 6.8. Схема виготовлення пневмонабивних паль:

I, II, III - етапи бетонування; 1 - шлюзовий апарат; 2 - обсадна труба.

Обсадні труби можуть опускатися в заздалегідь пробурену свердловину або занурюватися забиванням, підмивом і вібрацією. При зануренні труб без свердлвини, щоб уникнути влучення ґрунту у внутрішню порожнину, використовується інвентарний знімний наконечник.

По закінченні занурення труб у верхній їхній частині прикріплюється шлюзовий апарат, що включається в мережу повітроводом. Бетонування палі починається при закритому нижньому клапані шлюзового апарата і тиску в обсадній трубі 1,5-3 атм. Бетонна суміш завантажується в шлюзову камеру через відкритий верхній клапан, після чого клапан закривається у камеру і подається стиснене повітря. При урівноваженому тиску в камері й обсадній трубі бетонна суміш під дією власної ваги провалюється через нижній клапан і падає в обсадну трубу. Цикл повторюється до наповнення труби, після чого обсадна труба піднімається на 2,5—3 м і бетон у свердловині лунає в сторони за рахунок ущільнення ґрунту. Далі процес відновляється до одержання палі необхідної довжини. Обсадна труба повинна витягатися з ґрунту до початку схоплювання бетонної суміші.

Частотрамбовані палі при механічному ущільненні бетону виготовляються в такий спосіб. Після занурення обсадної труби в неї подається бетонна суміш в обсязі, що не перевищує 0,6 довжини труби, і починається трамбування. Ущільнюють бетонну суміш нижнім стовщеним кінцем труби, ударяючи по ній молотком.

Обсадна труба періодично при підйомі молота піднімається нагору з ґрунту на 4—5 см в, а при ударі молота опускається назад на 2—3 см.

Завантаження наступної порції бетонної суміші виробляється після витягу обсадної труби на 0,5 висоти стовпа першої порції бетону. У результаті такого трамбування бетону набивні палі здобувають хвилясту поверхню, що збільшує її несучу здатність.

З метою підвищення несучої здатності набивних паль у їхній підставі за допомогою камуфлетного вибуху влаштовується розширена п'ята. Розрізняють бетонні і трубобетонні паліз камуфлетним розширенням.

Технологія бетонних паль трохи складніша за трубобетонні, але вони більш економічні. При виготовленні бетонних паль буриться свердловина, у яку опускається обсадна труба, що виконує роль опалубки. Обсадна труба не доводиться до дна свердловини на 1—1,4 м. У свердловину опускається заряд ВР фугасної дії в дерев'яному упакуванні з центральним розташуванням пари електродетонаторів і засипається шаром піску товщиною 10—15 см. На трубу встановлюється лійка, через яку подається пластична бетонна суміш з осіданням конуса 8— 10 см. Обсяг бетонної суміші V, м³, для заповнення порожнини труби перед вибухом повинний бути таким, щоб після вибуху ВР у трубі залишався шар бетону висотою не менш 2 м. Обсяг бетонної суміші визначається по формулі

V =0,6 D₁³ + 2D₂,

де D₁ — діаметр камуфлетного розширення, м; D₂ — діаметр внутрішньої порожнини труби, м.

Після заповнення труби бетонною сумішшю заряд підключається до підривної машинки і здійснюється вибух. Порожнина палі, що звільнилася, заповнюється бетонною сумішшю з осіданням конуса 5 - 10 см. Бетонна суміш ущільнюється вібратором при поступовому витягу труби. Весь процес камуфлетування палі від укладання заряду до вибуху повинний бути безупинним. Мінімальна відстань між центрами сусідніх паль при зосередженому заряді повинне бути не менш 1,6 D₁.

Недолік бетонних паль з камуфлетним розширенням полягає у ненадійності бетонного стовбура палі через порушення монолітності при витягу оболонки.

У трубобетонних палях труба, що є зовнішньою оболонкою палі, занурюється в ґрунт із закритим нижнім кінцем. Процес камуфлетування такий вамий, тільки застосовуються заряди ВР бризантної дії і великої ваги.

При камуфлетному вибуху в зв'язних ґрунтах на поверхні камуфлетної порожнини утворяться великі тріщини, що знижують опірність ґрунту вертикальному навантаженню. Для усунення цього недоліку знаходять застосування палі з камуфлетним розширенням і ущільненою ґрунтовою оболонкою. Особливість виготовлення цих паль полягає в наступному. Після опускання заряду пальова оболонка заповнюється рідким цементним розчином складу 1:2 на висоту, що відповідає обсягу, необхідному для заповнення половини камуфлетної порожнини. Цементний розчин після вибуху заповнює всі тріщини камуфлетної порожнини. Потім частина камуфлетної порожнини, що залишилася, і стовбур палі заповнюються бетонною сумішшю.

Підвищення несучої здатності таких паль досягається не тільки шляхом збільшення площі обпирання на ґрунт, але і підвищенням питомого опору ґрунту, ущільненого вибухом.