Pale

Celem stosowania pali może być przekazanie obciążeń zewnętrznych na warstwy zalegające w głębi podłoża gruntowego lub polepszenie cech mechanicznych podłoża. W praktyce przemysłowej pale stosuje się w celu:

1) przekazania obciążeń Z budowli poprzez warstwy wody lub słabe warstwy gruntu na bardzo mocne podłoże; wtedy pale przekazują obciążenie przez swoje podstawy (ostrza lub stopy)

2) przekazania obciążeń na zalegające w głębi podłoża warstwy o dużej miąższości i znacznej nośności. np. zagęszczone piaski, żwiry, półzwarte iły; wtedy pal przekazuje obciążenie przez podstawę oraz przez pobocznicę w obrębie warstwy nośnej,

3) przekazania obciążeń na warstwę gruntu o dużej grubości o średniej nośności, np. średnio zagęszczonego piasku lub plastycznego iłu; pal przekazuje wtedy obciążenie głównie przez pobocznicę,

4) posadowienia budowli poniżej warstwy gruntu, która może ulec rozmyciu lub może być w przyszłości usunięta bądź naruszona przy wykonaniu robót budowlanych.

5) zakotwienia budowli w gruncie przeciw sile wyporu.

6) osłony budowli mostowych i wodnych przed uderzeniami jednostek i przedmiotów pływających; stosuje się pale odbojnicowe,

7) przekazania na podłoże dużych sił poziomych lub ukośnych; stosuje się wtedy układy kozłowe z palami ukośnymi,

8) stabilizacji osuwisk; pale doprowadza się do warstwy poniżej powierzchni ścięcia osuwiska,

9) zakotwienia ścian oporowych: stalowe ściągi utrzymujące ściany przymocowuje się do kozłów z pali ukośnych.

10) ograniczenia robót ziemnych i uniknięcia robót odwodnieniowych; zastosowanie pali po-

zwala często zmniejszyć wykopy, a przez to także i obszar naruszenia naturalnego stanu terenu,

11) uproszczenia fundamentu lub budowli nadziemnej. np. wyprowadzenie pali do poziomu łożysk mostu upraszcza konstrukcję wykonanie filara,

12) przyspieszenia robót; obecnie palowanie jest najskuteczniej zmechanizowanym i najszybciej wykonywanym rodzajem fundamentowania specjalnego,

13) zagęszczenia gruntu niespoistego i przez to zwiększenia jego nośności.

Pale systematyzowane są ze względu na:

-sposób przekazywania obciążeń na grunt; wtedy wyróżnia się pale przekazujące obciążenie przez stopy, przez pobocznice oraz częściowo przez stopy i częściowo przez pobocznice,

- rodzaj obciążenia pali; wyróżnia się pale poddane obciążeniem bocznym - siłami poziomymi i momentami oraz kombinacjami tych obciążeń,

- sposób wykonania: pale dzieli się na wbijane, wciskane, wpłukiwane, wibrowane, wkręcane i wiercone,

-rodzaj materiału; pale drewniane. stalowe i z betonu (betonowe, żelbetowe, z betonu sprężonego),

-sposób wykonania; pale gotowe wprowadzane w grunt i pale formowane w gruncie (do

tej grupy należą pale wiercone),

-wymiar poprzeczny (średnicę):

• małośrednicowe (do 0,15 m),

• normalnośrednicowe ( do 0,6 m).

• wielkośrednicowe (powyżej 0,6 m),

- długość. Pale umownie dzielą się na:

• krótkie (do 6 m),

• średnie, nazywane także normalnymi (do 25 m),

• długie (ponad 25 m).

Pale sklasyfikowane według charakteru pracy w gruncie dzieli się na:

- pale zagłębione w warstwie nośnej, jeżeli górne przypowierzchniowe warstwy podłoża stanowią grunty słabe, niżej natomiast zalegają grunty nośne, jak iły, żwiry, piaski grube, piaski średnie, w których na dostatecznej głębokości zatrzymało się ostrze pala (obciążenie przenosi pobocznica i podstawa pala),

- pale podparte (słupowe), jeżeli górne przypowierzchniowe warstwy podłoża stanowią grunty nienośne, niżej zaś zalegają grunty wytrzymałe, jak skała, rumosz, żwi1"y kamieniste, iły zwarte, na których opiera się ostrze pala (obciążenie przenosi jedynie podstawa pala),

-pale zawieszone, jeżeli grunty są jednorodne lub wykazują niewielkie różnice wytrzymał ościowe poszczególnych warstw na całej głębokości, np. iły plastyczne lub grunty niespoiste (obciążenie przenosi jedynie pobocznica pala).

W praktyce rzadko występuj ą opisane wyżej „czyste” przypadki pracy pali. Zwykle spotyka się sytuacje pośrednie, w których wierzchnie słabsze warstwy podłoża współpracują w przejmowaniu obciążeń wspólnie z głębiej położonymi warstwami o większej nośności. Pale formowane w gruncie mogą być wykonane przy jednoczesnym usuwaniu urobku gruntowego z miejsca, W którym ma być wykonany pal oraz bez usuwania. W przypadku drugim następuje zagęszczenie gruntu wokół uformowanego pala (tabela 1)

.

Poza przedstawioną podstawową systematyką pale porządkuje się ze względu na:

-kształt przekroju (pale o przekrojach pełnych, z otworami, pale o przekrojach kołowych, trójkątnych, kwadratowych, wielobocznych, „H” itd.),

- ukształtowania dolnej części pala (z ostrzem, bez ostrza, rurowe zamknięte u dołu lub otwarte, bez powiększonej podstawy lub z powiększoną podstawą),

- cel zastosowania (pale konstrukcyjne lub zagęszczające) itd.

Przejrzysta i porządkująca pale w stosunkowo szerokim zakresie jest systematyka oparta na

sposobach ich wykonania i uwzględniająca w szczegółowych podziałach cechy, które są naj-

bardziej charakterystyczne dla danego rodzaju pali (rys. 1).

Pale wykonywane metodami wiertniczymi

Pale wiercone są obecnie coraz częściej stosowane przy posadawianiu fundamentów. W porównaniu do innych metod wykonywania głębokich fundamentów pale wiercone wyróżniają się niskimi kosztami i dużą zgodnością końcowych parametrów technologicznych pala z projektem. W odpowiednich warunkach gruntowych i wodnych wiercenie pali często okazuje się najtańsze spośród wszystkich metod w przeliczeniu na jednostkę przenoszonego obciążenia. Warunki jakie należy spełnić, aby W pełni wykorzystać ekonomiczne korzyści stosowania pali wierconych wynikające głównie z faktu, że wiercenie obrotowe jest szybkim i tanim sposobem głębienia. to:

1. wiercony otwór może być łatwo przystosowany do założonych wymagań konstrukcyjnych

pala,

1. skały są łatwo zwiercane przez Świder,

2. w większości przypadków ośrodek gruntowy nie wykazuje tendencji do zaciskania i tworzenia kawern,

3. projektowana długość pali nie jest większa niż możliwa do osiągnięcia przez typowe wiertnice-palownice głębokość wiercenia.

Jeśli którykolwiek z wymienionych warunków nie jest spełniony - koszty znacznie wzrastają. Korzystną cechą pali wierconych jest również to, że wywiercony otwór można poddać testom i w ten sposób sprawdzić nośność warstw. Badać można zarówno na miejscu sam otwór, jak również pobrane w terenie próbki warstw. Poza tym stosunkowo łatwo jest dostosować fabryczny sprzęt przez wprowadzenie innowacji, dzięki którym możliwe jest wykonanie pali w specyficznych. Trudnych warunkach zgodnie z postawionymi przez projektanta lub inwestora wymogami. Wymogi te dotyczyć mogą zarówno konstrukcji pali, jak i technologii ich wykonania.

Przy wyborze technologii palowania należy rozważyć plusy i minusy formowania pali przy

użyciu metod wiertniczych. Do czynników przemawiających za opisywaną metodą należą:

1) pojedyncze pale przenoszą duże obciążenia; pojedynczy wysokoobciążalny pal może często zastąpić zespól mniejszych pali lub dużych rozmiarów płytę fundamentową,

2) ułatwienie przyspieszenia prac fundamentowych; pale mogą być wykonane przed wyrównaniem terenu, co w konsekwencji skraca czas prac fundamentowych,

3) pale mogą być wiercone w warstwach zawierających mniejsze lub większe otoczaki; dzięki zastosowaniu odpowiednich narzędzi możliwe jest stosunkowo łatwe pokonywanie trudności wynikających z występowania w gruncie głazów i otoczaków, a co za tym idzie nie ma konieczności zmiany konstrukcji pali (przy innych metodach wykonywania pali należy zmieniać projekty).

4) ograniczenie lub wyeliminowanie zbrojenia i szalunków; jest to istotna zaleta w porównaniu do innych metod,

5) eliminacja hałasu pochodzącego od młotów stosowanych do wbijania pali prefabrykowanych; praca urządzeń obrotowych jest względnie cicha w porównaniu do kafarów stosowanych

do wbij ania pali prefabrykowanych, jakkolwiek urządzenia wykorzystujące młotki lub sprężone ze mogą podczas pracy wytwarzać uciążliwy hałas,

6) szybkie wykonanie; dzięki tej zalecie można W krótszym czasie przystąpić do następnej fazy budowy: punkt ten W dużym stopniu zależy od warunków geotechnicznych i atmosferycznych,

7) wibracje. hałas i przemieszczenia gruntu są wyeliminowane; jest to bardzo ważna zaleta

w przypadku wykonywania prac W pobliżu ośrodków, budowli lub urządzeń nie znoszących

tego typu zakłóceń.

Do niekorzystnych cech wykonywania pali przy użyciu metod wiertniczych należą:

- zależność od warunków atmosferycznych; aura ma istotny wpływ na przebieg wiercenia, a szczególnie betonowania.

- niesprzyjające warunki mogą poważnie zakłócić wykonanie pala,

-konieczność dokładnego oczyszczenia otworu przeznaczonego na wykonanie pala,

-ograniczenia prawne: w niektórych przypadkach prawo budowlane ogranicza możliwość

-zastosowania maksymalnego obciążania pala. co stawia pod znakiem zapytania celowość ich użyci; możliwość obniżenia powierzchni terenu w wyniku zbyt intensywnego odwodnienia lub wydobycia urobku; nadmierne wydobycie może W konsekwencji, W niektórych przypadkach, doprowadzić do obniżenia terenu; podczas prowadzenia prac wiertniczych należy więc zwracać uwagę na ilość wynoszonych zwiercin.

Pale wiercone oraz formowane w gruncie można podzielić na dwie zasadnicze grupy:

-pale wykonywane bez zagęszczenia gruntu.

-pale wykonywane z zagęszczeniem gruntu.

Do pierwszej grupy zalicza się pale wiercone z rurą okładzinową (obsadową, osłonową), do drugiej zaś pale wiercone świdrem ślimakowym.

Pale wiercone bez zagęszczenia gruntu

Przy wykonywaniu tego typu pali do stabilizacji ściany otworu używa się rur okładzinowych lub płuczki wiertniczej, najczęściej będącej zawiesiną iłową. Zadaniem rur okładzinowych jest także zapobieganie przypływowi do wierconego otworu wód gruntowych, których dopływ mógłby doprowadzić do zniszczenia struktury pala. Jedynie w specyficznych warunkach gruntów twardych zwartych i niezawodnionych wykonywanie otworu można prowadzić bez zabezpieczania jego ściany. Celem obniżenia kosztów prac rury okładzinowe, po dowierceniu na odpowiednią głębokość, są wyciągane w trakcie cementowania pala. Rury te pozostają w gruncie jedynie w przypadku konieczności wynikającej z zaprojektowanej konstrukcji pala. Rozmiary pali wierconych zależą od wielkości wykonanych otworów. Współczesne technologie i urządzenia pozwalają na wykonanie pali fundamentowych, których stopy opierają się nawet 80 m poniżej powierzchni terenu, a średnice mogą osiągać 3 m.

Pale wiercone bez zastosowania rury okładzinowej można wykonywać jedynie w warstwach zwięzłych, w których wykluczono możliwość migracji wód gruntowych. Ze względu na wytrzymałość warstw pale te mogą osiągać znaczne głębokości. Górny odcinek otworu nieorurowanego na długości co najmniej 1,5 m od powierzchni powinien być zabezpieczony rurą wstępną. Rura ta, po wykonaniu pala, wchodzi w skład jego głowicy. Wiercenie powinno przebiegać w sposób ciągły. Przymusowa przerwa organizacyjna nie może trwać dłużej niż 12 godzin. Jako narzędzia wiercące stosuje się standardowe świdry kubłowe, ślimakowe, talerzowe, skrawające i gryzowe oraz różnego typu koronki wiertnicze wraz 2 rdzeniówkami.

Na rysunkach 6.10 i 6.1 l przedstawiono schemat zastosowania rury okładzinowej. Kolejność poszczególnych faz wiercenia i betonowania pala jest następująca:

1. ustawienie zestawu wiercącego W osi pala oraz zawiercenic otworu,

2. umieszczenie rury wstępnej,

3. wiercenie,

4. zakotwiczenie pala w warstwie nośnej,

5. umieszczenie zbrojenia na całej wysokości lub części pala i betonowanie metodą Kontraktor,

6. kontrola poziomu betonu.

Szkielet zbrojenia składa sie z prętów o różnych przekrojach. Długość odcinków nie powinna być mniejsza niż 5 in. Połączenie prętów powinno zapewniać sztywność szkieletu oraz ciągłość pracy jego elementów. Zaleca się łączenie „na zakładkę”, którego długość nie powinna być mniejsza niż 30 średnic prętów podłużnych. Szkielet zbrojenia należy ustawić W otworze osiowo, z zachowaniem wymaganej odległości prętów od ściany otworu i zabezpieczyć przed przesunięciem w czasie formowania pala.

Betonowanie metodą Kontraktor przeprowadza się poprzez specjalną rurę wprowadzoną do otworu. Średnica rury powinna wynosić co najmniej 0,2 m. lecz nie mniej niż 20% średnicy otworu. Rura do układania mieszanki betonowej powinna być zanurzona w zaczynie nie mniej niż 1 m i nie więcej niż 4 m. Największe ziarna kruszywa stosowanego do betonu powinny przechodzić przez oczka sita o wymiarze 40 mm. Po zakończeniu betonowania z otworu należy usunąć zanieczyszczoną wierzchnią warstwę betonu.

Pale wiercone z zastosowaniem rury okładzinowej wwibrowywanej i wyciąganej wykonuje się w gruntach luźnych, sypkich. Jako urządzenie wymuszające pogrążanie się rury okładzinowej wykorzystuje się wibrator.

Rura okładzinowa ustala i gwarantuje utrzymanie wymaganej średnicy otworu. Utrzymuje także nienaruszoną strukturę gruntu po zewnętrznej stronie rury oraz ogranicza penetrację wody gruntowej do otworu. W metodzie tej urobek z wnętrza rury wydobywany jest świdrem ślimakowym lub kubłowym, ewentualnie czerpakiem lub łyżką wiertniczą.

Metodę wykonania pala wierconego z rurą okładzinową wwibrowywaną - wyciąganą

przedstawia rysunek 6.12. Kolejność poszczególnych faz formowania pala jest następująca:

1. ustawienie zestawu wiercącego w osi pala oraz wiercenie wstępne,

2. wwibrowanie rury okładzinowej,

3. wiercenie i wydobywanie gruntu,

4. wstawienie zbrojenia na całej wysokości lub części pala,

5. betonowanie metodą Kontraktor,

6. wyciąganie rury okładzinowej.

Pale wiercone Z zastosowaniem rury okładzinowej zagłębianej i wyciąganej głowicą pokrętną (oscylatorem) wykonuje się w różnych warstwach. Narzędzia wiercące dobiera się w zależności od

wytrzymałości zwiercanych skał, stopnia zawodnienia. Jest to bardzo rozpowszechniona metoda wykonywania pali fundamentowych. Jej początki sięgają ubiegłego wieku. Cechuje się dużą elastycznością w doborze technologii wiercenia i niezawodnością wykonywanych pali.

Pale wiercone z zagęszczeniem gruntu

Dzięki zagęszczeniu gruntu w otoczeniu pala znacznie wzrasta jego nośność. Główny wpływ ma na to efektywne zwiększenie kąta tarcia wewnętrznego ośrodka gruntowego. Wzrost ten nie osiąga wartości tak dużych jak w przypadku pali prefabrykowanych wbijanych (gdzie nośność pojedynczego pala może wzrosnąć nawet dwukrotnie), jest jednak bardzo istotną zaletą tego sposobu formowana pali. Opór pobocznicy pala wierconego wykonanego z zagęszczeniem gruntu ma wartość większą niż pala prefabrykowanego dzięki temu, że materiał pala zazębia się W strefie kontaktowcj z ośrodkiem gruntowym w sposób mniej regularny, co również poprawia obciążalność pala wierconego. Kolejną zaletą obecnie stosowanych pali wierconych wykonywanych z zagęszczeniem gruntu jest to, że współczesne technologie ich formowania umożliwiają

wykonanie pala w jednym cyklu. Dzięki temu znacznie skrócono czas procesu formowania pali.

Pale te można podzielić na:

- Pale CFA,

- Pale przemieszczeniowe SDP, VDP

- Pale prefabrykowane wbijane

1. Pale CFA (ang. Continuous Flight Auger) znane Polsce pod nazwą pale FSC (Formowane Świdrem Ciągłym) to pale wiercone, wykonywane przy pomocy świdra ciągłego osadzonego na rurowym rdzeniu.

Wykonanie pali CFA polega na pogrążaniu świdra ruchem obrotowym na żądaną głębokość. Po jej osiągnięciu do świdra wpompowuję się mieszankę betonową, która działając pod ciśnieniem wypycha ostrze tracone szczelnie zamykające rdzeń świdra. Podczas podnoszenia świdra beton pod ciśnieniem dokładnie wypełnia trzon pala CFA, dzięki czemu uzyskujemy bardzo dobry kontakt pala CFA z gruntem na pobocznicy.

Po zakończeniu betonowania do świeżej mieszanki wprowadza się zbrojenie wykonane wcześniej w zakładzie prefabrykacji, zgodnie z projektem. Dzięki zastosowaniu rdzenia rurowego o dużej średnicy możliwe jest również wprowadzenie kosza zbrojeniowego przed podaniem betonu co ułatwia zbrojenia pali CFA o znacznej długości.

Zastosowanie pali CFA

Pale CFA stosowane są najczęściej w gruntach spoistych twardoplastycznych i niespoistych o wysokim stopniu zagęszczenia. Technologia jest stosunkowo tania w wykonaniu w stosunku do uzyskiwanej nośności pala. Bezwibracyjne wykonanie pozwala zastosować pale CFA w pobliżu istniejących budynków.

Parametry techniczne pali CFA (nośność pali CFA/średnice pali CFA)
Wykonujemy pale CFA:

- średnice: ø300, ø400, ø500, ø600 mm

- długość maksymalna: 30 m

- nośność: do 2000 kN (w zależności od warunków gruntowych)

 

2.Pale przemieszczeniowe SDP, VDP

Pale SDP i VDP należą do grupy pali przemieszczeniowych wykonywanych w gruncie bez wydobywania urobku na powierzchnię. Umożliwiają szybkie i ekonomiczne posadowienie niemalże wszystkich rodzajów fundamentów w różnych warunkach gruntowych. Firma Keller Polska wykonuje pale przemieszczeniowe z zastosowaniem technik wibracyjnych (pale VDP) oraz metod wiertniczych (pale SDP).

Pale przemieszczeniowe SDP systemu Kellera (ang. Screw Displacement Piles) wykonuje się za pomocą palownicy, która poprzez jednoczesne działanie momentu obrotowego i siły wciskającej pogrąża świder w podłoże gruntowe. Specjalna konstrukcja głowicy przemieszczeniowej świdra powoduje rozpychanie gruntu na boki, bez wynoszenia urobku na powierzchnię. Rozpychaniu gruntu towarzyszy dogęszczenie podłoża w czasie wiercenia oraz podciągania świdra. W czasie pogrążania świdra w podłoże gruntowe wnętrze rury wypełnia się betonem i utrzymuje lekkie nadciśnienie w celu zapobieżenia penetracji gruntu i wody do wnętrza świdra. Po osiągnięciu projektowanej głębokości lub zakładanego oporu pogrążania świdra następuje faza jego podciągania i betonowania trzonu pala pod ciśnieniem. Zbrojenie jest wciskane oraz w razie potrzeby wwibrowywane w świeży beton zaraz po wykonaniu pala w gruncie.

Wykonanie pali VDP (ang. Vibro Displacement Piles) polega na wwibrowaniu w grunt stalowej rury na określoną głębokość lub do momentu uzyskania wymaganych oporów pogrążania. Podczas pogrążania rury, grunt jest rozpychany na boki, powodując dogęszczenie podłoża wzdłuż pobocznicy pala oraz pod podstawą. Do wykonania pali stosuje się stalowe rury o odpowiedniej średnicy (np. 356 mm, 406 mm) ze szczelną podstawą zamykaną w trakcie pogrążania rury  i otwieraną w trakcie jej podciągania. Wyciąganiu rury z gruntu przy użyciu wibratora towarzyszy wypływ betonu i formowanie trzonu pala. Betonowanie pod ciśnieniem zapewnia uzyskanie dobrego kontaktu z gruntem na pobocznicy pala  i pozwala na osiągnięcie projektowanych nośności pala już przy niedużych zagłębieniach stopy pala w podłoże nośne. Do wykonania pali VDP stosuje się wibratory nasadowe lub przelotowe. Zastosowanie wibratora przelotowego umożliwia wykonanie pali o praktycznie dowolnej długości. W przypadku konieczności znacznego zagłębienia podstawy pala w grunty zagęszczone, stosuje się dodatkowo płuczkę wodną.

 

Pale SDP oraz VDP systemu Kellera wykonuje się na ogół z betonu klasy C20/25 lub wyższej. Jeżeli względy statyczne tego wymagają, pale zbroi się np. koszem zbrojeniowym lub profilem stalowym. Zastosowanie wibratora przelotowego do wykonywania pali VDP pozwala na szybkie i pewne wprowadzenie zbrojenia o dowolnej długości jeszcze przed zabetonowaniem pala.

W trakcie wykonawstwa na bieżąco rejestrowane są następujące parametry produkcyjne:

• długość pala,

• opór pogrążania rury / świdra w podłoże gruntowe,

• prędkość pogrążania oraz wyciągania,

• ciśnienie oraz objętość pompowanego betonu.

 

W zakresie badań kontroli jakości zrealizowanych robót wykonujemy próbne obciążenia pali, badania ciągłości metodą Sonic Echo, badania ciągłości metodą Cross Hole Sonic Logging, badania wytrzymałości betonu, powykonawczą inwentaryzację geodezyjną.

Zasadniczymi zaletami pali SDP / VDP są:

• brak urobku wydostającego się na powierzchnię,

• bardzo duże nośności spowodowane dogęszczeniem gruntu wokół pala w czasie wykonawstwa,

• szybki i pewny montaż zbrojenia, niskie zużycie betonu w porównaniu z palami wykonywanymi w innych technologiach,

• duża szybkość wykonania oraz niskie koszty.

Pale prefabrykowane wbijane

Do grupy pali przemieszczeniowych, które wykonuje Keller Polska należą również pale prefabrykowane wijane. Najczęściej wykorzystywane są przekroje żelbetowe o wymiarach 40x40cm i długościach dochodzących do 15m. Do wbijania prefabrykatów żelbetowych używane są maszyny typu Liebherr oraz ABI Banut.

Prefabrykowane pale wbijane wykorzystywane są najczęściej do posadowienia fundamentów wiaduktów. Charakteryzują się wysokimi nośnościami i niewielkimi osiadaniami. W trakcie wbijania pali oprócz szacowania nośności na podstawie wpędów możliwe jest wykonanie dynamicznych badań nośności.

Głównymi zaletami pali prefabrykowanych wbijanych są:

• duża szybkość wykonania,

• brak urobku zapewnia "czysty" plac budowy,

• wysoka klasa betonu zapewnia dużą sprężystość pala jak również odpowiednią szczelność oraz odporność na agresywne działanie wody i gruntu,

• pale można wykonywać niezależnie od warunków pogodowych.

Przykładowe obliczenie ilości pali

Dane:

Jednostkowy graniczny opór gruntu wzdłuż pobocznicy pala t₁= 45 kPa/m t₂= 55 kPa/m

Opór gruntu pod podstawą pala t₀=300kPa

Współczynniki technologiczne dla warstwy pierwszej s₁=0.8, drugiej s₂=0.85

Gęstość materiału pala 1890 kg/m³

Wytrzymałość warstwy wierzchniej Q_g1=75kPa

Wymiary płyty a=6m b=8m

Siła skierowana w dół P=7000kN

Ciężar słupa wraz z płytą 1000kN

Obliczenia:

Obliczamy nacisk jednostkowy

n≤Q_g1

$$\mathbf{N =}\frac{\mathbf{P + G}}{\mathbf{a*b}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{8000}}{\mathbf{48}}\mathbf{= 166,67\ kPa <}\mathbf{Q}_{\mathbf{g}\mathbf{1}}$$

Określenie nośności jednego pala:

1. wyznaczenie ciężaru pala Q_p

d_p=0, 3m

g = 9, 80665

$$\mathbf{Q}_{\mathbf{p}}\mathbf{=}\frac{{\mathbf{\text{πd}}_{\mathbf{p}}}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{4}}\mathbf{*}\mathbf{l}_{\mathbf{p}}\mathbf{*g*}\mathbf{\rho}_{\mathbf{p}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\pi*}\mathbf{0,3}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{4}}\mathbf{*8*9,806*1890 = 10,48}\mathbf{\text{kN}}$$

1. wyznaczenie powierzchni bocznej 1m pala

A_b=πd_p*1m = 3, 14 * 0, 3 * 1 = 0, 942m²

1. wyznaczenie powierzchni czołowej pala

$$\mathbf{A}_{\mathbf{c}}\mathbf{=}\frac{{\mathbf{\text{πd}}_{\mathbf{p}}}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{4}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{\pi*}\mathbf{0,3}^{\mathbf{2}}}{\mathbf{4}}\mathbf{= 0,071}\mathbf{m}^{\mathbf{2}}$$

1. obliczenie nośności pala

N_p=A_c*t₀+A_b*l₁*s₁*t₁+A_b*l₂*s₂*t₂−Q_p=322, 622kN

1. obliczenie ilości pali

$$\mathbf{np =}\frac{\mathbf{Q + P}}{\mathbf{N}_{\mathbf{p}}}\mathbf{=}\frac{\mathbf{8000}}{\mathbf{322,62}}\mathbf{= 24,796 \approx 25}$$

Charakterystyka pracy pala w gruncie

Praca pali w gruncie polega na przekazaniu obciążenia fundamentu na podłoże przez opór ostrza i tarcie pobocznicy. Opory ostrza o pobocznicy zależą nie tylko od warunków gruntowych, ale również od:

1. nacisku na podłoże

2. czasu trwania tego nacisku

3. kształtu powierzchni dociskającej

4. stopnia zagęszczenia i konsolidacji podłoża

Podczas prowadzenia robót palowych okazuje się, że już sam proces wykonywania pala oraz technologia jego zagłębiania korzystnie wpływaja na zagęszczenie gruntu w otoczeniu pala, a zatem także przyrost tarcia na jego pobocznicy. Siły, które przenosi pobocznica są przenoszone przez grunt na warstwy położone niżej, tym samym wywierając wpływ na opór stawiony ostrzu. Prowadzi to wniosku, że na część osiowego udźwigu pala wynikającą z oporu gruntu na pobocznicy ma wpływ, poza tarciem i przyczepnością, także wytrzymałość ośrodka gruntowego zalegającego poniżej

WNIOSKI

Zadaniem pali jest przenoszenie nie tylko obciążeń pionowych, ale także i bocznych. Na podstawie badań rozkładu momentów zginających i odkształceń pali obciążanych poziomo stwierdzono, że:

-w granicznym przypadku zagęszczonego lub zwartego ośrodka gruntowego największy moment zginający występuje zawsze w poziomie utwierdzenia,

- w przypadku warstw bardziej luźnych lub plastycznych moment zginający osiąga wartość większą niż moment utwierdzenia i jednocześnie wzrasta głębokość rzeczywistego poziomu utwierdzenia.

Wynika z tego, że moment zginający i zagłębienie pala są wzajemnie uwarunkowane; pozostają jednocześnie funkcją rozkładu sił w strefie utwierdzenia. W wyniku przesunięć poziomych, w pobliżu powierzchni gruntu powstają zwykle pęknięcia gruntu (odkształcenia plastyczne). Oddziaływanie tej strefy jest zwykle nieznaczne, a w miarę narastania zagłębienia odkształcenia plastyczne gruntu przechodzą stopniowo w odkształcenia sprężyste.