Залізобетонна, сталева і дерев’яна паля оболонка

Визначення та сфера застосування

Палі-оболонки являють собою порожню конструкцію зі значним діаметром перетину - в залежності від виду він може досягати 0,8-2 метра і більше. Бувають дерев'яні, металеві та залізобетонні. На кінці палі можуть мати спеціальне загострення. Матеріалом, з якого виготовляється конструкція, найбільш часто виступає залізобетон.

Подібні палі набули широкого поширення в будівництві промислових і гідротехнічних об'єктів, включаючи фундаменти великих споруд, мости і навіть надовбні. Часто застосовуються на особливо слабких і нестійких грунтах, оскільки здатні забезпечити міцність і стійкість подальшого спорудження через велику площі зіткнення своїх стінок з грунтом.

Також паля-оболонка часто використовуються в зонах з підвищеною сейсмічною активністю. Зокрема, саме завдяки їх міцності в умовах підвищеної вологості і коливальних процесів, з них створюють опорні конструкції для автострад і мостів.

Гідності й недоліки

Як і у будь-яких будівельних конструкцій, у порожніх паль є свої переваги і свої недоліки. Розглянемо їх докладніше.

плюси застосування

Висока якість і експлуатаційні характеристики, здатні витримувати значні негативні впливи, не ставлячи під загрозу цілісність будівлі або іншої споруди.
Велика несуча здатність пристроїв.

мінуси установки

Для роботи з секціями паль, а також для їх доставки, знадобляться досить потужні підйомні крани та інші транспортні будівельні засоби.
Досить висока енерговитратність вібропогружательних пристроїв.

Види і особливості застосування порожнистих паль

Залежно від типу порожнисті пальові конструкції можуть бути відкритими і закритими. Розглянемо кожен тип докладніше.

Палі відкритого типу

Стандартна конструкція оболонки

Подібні палі зазвичай мають значний діаметр (близько 0,6 - 1,5 метра). У грунт вони занурюються відкритою частиною вниз. Щоб уникнути пошкоджень і руйнувань палі при зіткненні з твердими включеннями середовища, на її нижньому торці монтується сталевий ніж з приварений до нього поздовжньою арматурою. Таким чином, при зануренні в середу пальових порожнина заповнюється грунтом повністю або частково, в залежності від своїх властивостей.

У разі особливо сильних навантажень на палі, коли їх стінки можливо не впораються з тиском грунту, то потрапила всередину свайне конструкції грунт видаляють і заливає порожнину бетоном. У житловому та промисловому будівництві, грунт видаляється не до кінця, а тільки в голові пристрою і заливають звільнилося місце бетоном.

Закриті палі-оболонки

Палі закритого типу працюють, як і стандартні суцільні конструкції, забезпечена при цьому спеціальним сталевим або залізобетонним черевиком. Як правило, закриті палі великого діаметра руйнуються при зануренні, тому їх діаметр і не перевищує 5-60 сантиметрів

Палі-оболонки розрізняються також і за матеріалом і способом виготовлення, і бувають дерев'яними, сталевими, залізобетонними і гвинтовими.

дерев'яні палі

Палі подібного типу часто використовуються при спорудженні фундаментів тимчасових споруд, включаючи також автомобільні мости і підмостки різних типів на місцевих дорогах. Для зведення капітальних будівель палі з дерева використовують в двох випадках: у віддалених від великих транспортних шляхів лісистих районах і в умовах середовища, агресивної для виробів зі сталі та бетону.

Матеріал виготовлення

Матеріалом, як правило, служить сосна, трохи рідше використовують ялину, модрину, кедр, дуб або ялицю. У збірці застосовується деревина, зрубана в холодну пору року, як володіє більш високими характеристиками міцності.

процес виготовлення

Палі нарощуються шляхом застосування відрізків сталевих труб, спеціальних бічних накладок або залізобетонних обойм. Перед виготовленням паль колоди очищаються від будь-яких болячок, кори або сучків. Якщо природна конічность колод не буде заважати процесу занурення конструкції в грунт, то її зберігають, якщо немає - колоди циліндра. Палі-оболонки, які тривалий час знаходяться в умовах змінної вологості, додатково захищають від загнивання, використовуючи просочення креозотом або іншими спеціальними розчинами, або полімерне покриття.

Переваги і недоліки

Перевагою застосування даних конструкцій є їх просте виготовлення, порівняно невелика маса, в значній мірі спрощує транспортування і подальше занурення.
Недоліками паль з дерева є обмеженість довжини, проблематичність занурення в щільну середовища, можливість загнивання або псування пристрою комахами.

сталеві палі

Пальові конструкції зі сталі використовуються переважно у важких геологічних умовах, коли занурення в грунт стандартних залізобетонних паль-оболонок неможливо. Приклади подібного середовища: щільні відкладення гальки, валунів, замулених предметів. Крім того, подібні конструкції застосовують для зміцнення фундаментів великих споруд.

Плюси і мінуси використання

Переваги використання, як і було сказано вище, в основному лежать в зручності застосування сталевих паль в важкодоступній для інших матеріалів середовищі.

Основним і дуже суттєвим недоліком є схильність стали корозії під впливом навколишніх умов. Для боротьби з можливою корозією застосовуються різні спеціальні покриття, такі як бітум, бетон, епоксидна і кам'яновугільна смола, фарба. Наносяться вони по всій поверхні палі або тільки в потенційно небезпечних місцях. Крім цього, сталеві палі-оболонки вимагають спеціальної техніки для транспортування і установки, зважаючи на свій великої ваги.

залізобетонні палі

Залізобетонні палі-оболонки по праву вважаються найпоширенішими і універсальними: вони широко використовуються як в будівництві капітальних споруд, так і конструкцій різного типу, в тому числі і мостів.

Виготовлення залізобетонних паль

Подібні конструкції збираються з окремих ланок, які з'єднуються болтами, електрозварюванням або із застосуванням спеціальних вкладишів. Потім, на заводі до заготовок приварюються арматурні стержні, а посередині ланки монтують спеціальні настановні кола зі сталі. Готовий каркас згодом бетонується центрифугуванням або з використанням вібростола.

Переваги і недоліки

Переваги полягають у наступних пунктах:

Несхильність до гниття і пошкодження конструкції комахами.
Можуть бути використані в будь-яких грунтах: як в прісних, так і солоних
Висока швидкість і легкість монтажу.
Досить доступна ціна.

Недоліки застосування залізобетонних паль-оболонок в будівництві споруд:

Проблематичність установки в безпосередній близькості до інших будівель.
Труднощі поглиблення в грунт з великою кількістю великих каменів.

Гвинтові палі-оболонки

Подібні конструкції - це особлива, специфічна різновид паль, які примусово занурюють в грунт способом загвинчування. Гвинтові палі оболонки застосовують в умовах сильно стисливих грунтів з підстилкою у вигляді щільного середовища без твердих перешкод у вигляді замуленій деревини або великих валунів. Із застосуванням подібних пристроїв зводяться естакади, гідротехнічні споруди, мости, лінії електропередач.

Занурення паль в грунт

В процесі утоплення паль-оболонок застосовуються специфічні вібраційні пристрої. Пальові конструкції занурюється в грунт на необхідну глибину через створюваної цією технікою вібрації. Вібрація допомагає розпушити грунт і занурити палю на необхідну глибину.
Існує два способи занурення оболонки в грунт:

З виїмкою грунту. Перед проведенням робіт по введенню палі в землю необхідно вийняти зайвий грунт з землі за допомогою спеціальної бурильної установки.
Без виїмки грунту. Даний метод не вимагає проведення ніяких додаткових земляних робіт.

Дії на будівельному майданчику

Основні етапи робіт по заглиблення пальових конструкцій виглядають так:

Підготовчий етап: очищення ділянки, його розмітка.
Транспортування паль на місце робіт. Для перевезення і підвезення стрижнів використовують спеціальну техніку у вигляді кранів, великовантажних платформ, тягачів, розвантажувальних пристроїв.
Установка техніки, за допомогою якої буде виконуватися занурення паль в грунт, монтаж направляючого апарату.
За допомогою вібрації з певною амплітудою коливань, проводиться занурення.
Важливо: кожна паля повинна бути вмонтована строго на своє місце згідно з підготовленою розмітці.
Палі-оболонки занурюються на необхідну глибину.

Важливий момент: так як заглиблення стрижнів в грунт проводиться за допомогою вібрації, в обов'язковому порядку проводиться документальне узгодження робіт з відповідними органами.

Нарощування пальових конструкцій

Іноді для досягнення необхідної довжини палі, її необхідно наростити, так як цілісне, стандартний виріб, має довжину всього близько 12 метрів.
Розглянемо два методи нарощування:

Нарощування відбувається в міру заглиблення на певний відрізок грунту однією з частин. Після нарощування одного шматка палі, таким же чином заглиблюється і другий. Процес повторюється до отримання бажаного результату.
Частини вироби з'єднуються між собою під фланцеве способом - на кінцях сусідніх конструкцій монтуються спеціальні металеві пристосування - фланці, які мають отвори для з'єднання болтами.
Даний вид кріплення вважається досить надійним, і, що не маловажно, швидким. Він забезпечує ідеальну точність відповідності пальових осей.
Другий спосіб - це нарощування залізобетонного виробу до початку поглиблення. За розрахункової необхідній глибині виготовляється монолітна конструкція, частини якої з'єднуються між собою зварним швом.
Через те, що робота вимагає особливої точності, виконують її на спеціально встановлених стендах. Місця стикування зварювальних швів в обов'язковому порядку надійно ізолюють шляхом промазування їх полімерної мастикою або бітумом.

Слід зазначити, що даний спосіб менш дорогий і матеріалозатратний.

Отже, в даній статті ми детально розібрали, що таке палі-оболонки, для чого вони потрібні і де застосовуються, які види бувають, особливості їх використання, а також дізналися нюанси занурення і нарощування виробів.

Стіни без фундаменту на шпунтових палях

Залізобетонна бурова паля

Як вибрати і використовувати набивні палі