Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6093
Title: Ефективна технологія влаштування буронабивних паль у піщаних ґрунтах
Authors: Дмитренко, Василь Іванович
Кущенко, Геннадій Миколайович
Keywords: буронабивні палі;піщані грунти;фундаментні роботи;палеві фундаменти;технологія влаштування паль
Issue Date: Jan-2024
Abstract: Актуальність теми обумовлена, з одного боку, необхідністю влаштування фундаментів нових об'єктів, чи на таких, що відбувається реконструкція, в безпосередній близькості до будинків і споруд, що експлуатуються. З іншого боку, існуюча нормативна і літературна база, впровадження нових ощадних технологій і техніки відстають від змін, що відбулися, у будівництві. Діючі yорми, практично, не ураховують різницю між роботою вдавлених і забивних паль, в них відсутні рекомендації по визначенню взаємного впливу існуючих і щойно влаштованих фундаментів. В набивних та суцільних забивних палях постійного поперечного перерізу по довжині їх несуча здатність по матеріалу стовбура в залежності від інженерно-геологічних умов будівельних майданчиків використовується лише на 28 – 57%. Цей недолік можливо усунути шляхом утворення збільшеної площі опирання паль, в результаті чого несуча здатність паль по матеріалу стовбура буде дорівнювати несучій здатності палі по грунту і таким чином буде раціонально використаний матеріал палі. Питання підвищення зчеплення паль з ґрунтом також може бути вирішено шляхом використання бетонів прискореного твердіння, що досягається за рахунок застосування ефективних домішок, для вибору яких використані термодинамічні розрахунки іонної рівноваги. Також це питання може вирішуватися за допомогою деяких особливостей і методів проведення робіт, наприклад для збільшення зчеплення паль з ґрунтом виконують ін’єкційне цементування грунту, який знаходиться на зоні паля - грунт, також можливе застосування деяких особливих технологій, як наприклад раз рядно- імпульсна технологія та інші. Забезпечення широкого втілення ефективних методів зведення фундаментів для малоповерхового будівництва є актуальною та важливою задачею для півдня України та країн СНД з жарким і сухим кліматом.
URI: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6093
Appears in Collections:192 Будівництво та цивільна інженерія (Промислове і цивільне будівництво)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Магістерська робота Кущенко Г.М. ЗМГБ-204.pdf
  Restricted Access
1.89 MBAdobe PDFView/Open Request a copy


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.

Extracted text
Тема:Ефективна технологія влаштування буронабивних паль  
у піщаних ґрунтах  
ЗМІСТ  
Вступ  
РОЗДІЛ 1. Сучасні технології влаштування буронабивних паль у  
піщаних ґрунтах………………………………………………………. 7 
1.1 Новітні технології влаштування пальових фундаментів,  
що використовуються нині……………….…………………………… 26 
1.2 Сучасні способи бетонування бурових паль та  
перспективи удосконалення ………………………………………… 46 
         1.3 Переваги та недоліки технологій влаштування пальових  
фундаментів у піщаних ґрунтах……………………………..………. 48 
     Висновки по розділу 1 ……..………………………………... 49 
РОЗДІЛ 2 ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ  
ВЛАШТУВАННЯ ПАЛЬОВИХ ФУНДАМЕНТІВ …………....... 49 
2.1. Дослідження технології улаштування та взаємодії з  
основою буронабивних паль …………..…………………………  
2.2. Методи розрахунків несучої здатності буронабивних 49 
паль, що влаштовуються ………….………………………………..  
2.3. Дослідження технології й несучої здатності основи 55 
буронабивних паль …………………..………………………………  
2.4 Результати натурни досліджень…………...................... 62 
Висновки по розділу 2  ……………………………………….  
РОЗДІЛ 3. Технологія влаштування бурових паль у піщаних  
ґрунтах …………………………………………………………….… 82 
3.1 Влаштування буронабивних паль в піщаних ґрунтах  
при бурінні в обсадній трубі……………………………………….. 88 
3.2 Влаштування буронабивних паль в піщаних ґрунтах  
шляхом вдавленням в ґрунт обсадної…………………………... 90 
 
 
 
3.3 Технологія улаштування пальових фундаментів із  
буронабивних паль методом вдавлення……………………………… 90 
3.4 Технологія улаштування пальових фундаментів із  
буронабивних паль …………………………………………….…….. 106 
Висновки по розділу 3…………………………………………. 106 
РОЗДІЛ 4 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ ТА  
ЕКОНОМІЧНА ЕФЕКТИВНІСТЬ ВЛАШТУВАННЯ  
БУРОНАБИВНИХ ПАЛЬ……………………………….………….... 110 
4.1 Техніко-економічні показники приведених технологій  
влаштування бурових паль …………...……………………………. 110 
4.2 Розрахунок економічного ефекту влаштування бурових  
паль  в піщаних ґрунтах …………………………………….……. 114 
Висновки по розділу 4……………………………………………… 115 
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ……………………………………………… 116 
CПИСОК  ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ…………………………….. 117 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
 
 
 
 
Вступ 
Актуальність теми обумовлена, з одного боку, необхідністю 
влаштування фундаментів нових об'єктів, чи на таких, що відбувається 
реконструкція, в безпосередній близькості до будинків і споруд, що 
експлуатуються. З іншого боку, існуюча нормативна і літературна база, 
впровадження нових ощадних технологій і техніки відстають від змін, що 
відбулися, у будівництві. Діючі yорми, практично, не ураховують різницю 
між роботою вдавлених і забивних паль, в них відсутні рекомендації по 
визначенню взаємного впливу існуючих і щойно влаштованих фундаментів.  
В набивних та суцільних забивних палях постійного поперечного 
перерізу по довжині їх несуча здатність по матеріалу стовбура в залежності 
від інженерно-геологічних умов будівельних майданчиків використовується 
лише на 28 – 57%. Цей недолік можливо усунути шляхом утворення 
збільшеної площі опирання паль, в результаті чого несуча здатність паль по 
матеріалу стовбура буде дорівнювати несучій здатності палі по грунту і 
таким чином буде раціонально використаний матеріал палі. 
Питання підвищення зчеплення паль з ґрунтом також може бути 
вирішено шляхом використання бетонів прискореного твердіння, що 
досягається за рахунок застосування    ефективних домішок, для вибору яких 
використані термодинамічні розрахунки  іонної рівноваги. Також це питання 
може вирішуватися за допомогою деяких особливостей і методів проведення 
робіт, наприклад для збільшення зчеплення паль з ґрунтом виконують 
ін’єкційне цементування грунту, який знаходиться на зоні паля - грунт, також 
можливе застосування деяких особливих технологій, як наприклад раз рядно-
імпульсна технологія та інші. Забезпечення широкого втілення ефективних 
методів зведення фундаментів для малоповерхового будівництва є 
актуальною та важливою задачею для півдня України та країн СНД з жарким 
і сухим кліматом. 
5 
 
 
 
 
Метою магістерської роботи є розробка науково-обгрунтованої 
технології влаштування  бурових паль у піщаних ґрунтах, що забезпечує 
зниження техніко-економічних показників при влаштуванні у порівнянні з 
аналогічними. 
Об'єкт дослідження - технологія влаштування  бурових паль у 
піщаних ґрунтах . 
Предмет дослідження – технологічний регламент при влаштуванні  
бурових паль у піщаних ґрунтах. 
Для досягнення поставленої мети необхідно вирішити наступні 
завдання: 
1. Проаналізувати доцільності застосування бурових бетонних паль 
у незвязних ґрунтах у якості елемента фундаменту будівлі. 
2. Дослідження та обґрунтування технологічних операцій по 
влаштуванню бурових паль у незв’язних піщаних ґрунтах. 
3. Аналіз технологічного регламенту найбільш відомих та 
поширених технологій влаштування бурових паль. 
4. Теоретичне обґрунтування застосування хімічних домішок, як 
засобу прискорення твердіння бетону в нормальних умовах.  
Техніко-економічне та економічне обґрунтування запропонованих 
технологічних рішень та їх порівняння з існуючими варіантами технологій .  
Для досягнення поставленої мети було необхідно розв'язати наступні 
завдання; 
- виконати аналіз палевих фундаментів; 
- визначити техніко-економічну ефективність застосування 3 методів 
влаштування буронабивних палевих фундаментів 
- встановити залежності між несучою здатністю і зусиллям вдавлювання 
паль, несучими здатностями, основними осіданнями вдавлених і забивних 
паль для різних піщаних ґрунтів, які значно доповнюють та уточнюють 
сучасні уявлення про роботу таких паль; 
 
6 
 
 
 
 
 
РОЗДІЛ 1 СУЧАСНІ ТЕХНОЛОГІЇ ВЛАШТУВАННЯ БУРОВИХ ПАЛЬ 
У ПІЩАНИХ ҐРУНТАХ. 
 
1.1 Технології влаштування пальових фундаментів, що 
використовуються нині 
 
Характерною рисою влаштування бурових паль є попереднє буріння 
свердловин до заданої глибини. 
Самими першими палями в нашій країні, на основі яких 
застосовуються існуючі різновиди бурових паль, є палі А.Є. Страуса, які 
були запропоновані в 1899 г. Виготовлення паль включає наступні операції: 
-  буріння свердловин; 
- опускання в свердловину обсадної труби; 
- вилучення зі свердловин ґрунту, що обсипався; 
- заповнення свердловин бетоном окремими порціями; 
- трамбування бетону порціями; 
-  поступове вилучення обсадної труби. 
У пробурену до проектної відмітки (5...12 м) свердловину опускають 
трубу діаметром 25...40 см, потім завантажують бетонну суміш. Після 
заповнення свердловини на глибину близько 1 м бетонну суміш трамбують і 
повільно піднімають обсадну трубу до тих пір, поки висота суміші в трубі не 
зменшається до 0,3...0,4 м. Знову завантажується бетонна суміш і процес 
повторюється. Враховуючи, що діаметр свердловини більше діаметра 
обсадної труби тому поверхня пробуреного ґрунту виявляється нерівної, 
жорсткою, при наповненні бетонною сумішшю обсадної труби її підйомі і 
ущільненні, бетон заповнює весь вільний обсяг, включаючи зазори між 
стінками свердловини і обсадною трубою. Частина бетону і цементного 
молока проникає в ґрунт, підвищивши його міцність. 
Недолік способу - неможливість контролювати щільність і 
7 
 
 
 
 
монолітність бетону по висоті палі, можливість розмиву бетонної суміші, що 
незатверділи, підземними водами. 
Армування паль роблять тільки у верхній частині, на глибину 1,5...2,0 м 
у свіжевкладенний бетон установлюють металеві стрижні для їхнього 
наступного зв'язку з ростверком. 
Залежно від ґрунтових умов бурові палі влаштовують одним з 
наступних способів - сухим способом ( без кріплення стінок свердловин), із 
застосуванням глинистого розчину ( для запобігання обвалення стінок 
свердловин) і із кріпленням свердловин обсадною трубою. 
 
Рис. 1.1 Технологічна схема влаштування бурових паль за допомогою 
обсадних труб, що витягуються (I - IV в водонасичених грунтах,V, VI - в 
сухих) 
І- буріння свердловини; ІІ і VI - встановлення армокаркасу; ІІІ і V - 
бетонування палі; ІV - опресовування свердловини та витягування обсадних 
труб; 1 - обсадні труби; 2 - армокаркас; З - ін'єкційна труба; 4 - оголовок зі 
штуцером; 5 - шланг розчинонасосу; 6 - готова паля 
 
 
Застосування глинистого розчину. Влаштування бурових паль у 
піщаних ґрунтах вимагає підвищених трудозатрат, що обумовлене 
8 
 
 
 
 
необхідністю кріплення стінок свердловини для запобігання їх від обвалення 
(рис. 1.2). У таких нестійких ґрунтах для запобігання обвалення стінок 
свердловини застосовують насичений глинистий розчин бентонітових глин 
3
щільністю 1,15...1,3 г/см , який гідростатичних тиском стримує стінки 
свердловини,  при цьому добре втримує стінки свердловини від обвалення. 
 
 
           
Рис.1.2 - Технологічна схема влаштування бурових паль сухим способом: 
а- буріння свердловин; б -розбурення поширення; в- установка арматурного 
каркаса; г - установка бетонолитної труби з вібробункером; д - бетонування 
свердловини методом вертикально переміщення труби (ВПТ); е- підйом 
бетонолитної труби;1- бурова установка; 2 - привід; 3 - шнековий робочий 
орган, 4- свердловина; 5- поширювач; 6 - розширена порожнина; 7- 
арматурний каркас;8- стріловий кран; 9- кондуктор-патрубок; 10 - 
вібробункер; 11 - бетонолитна труба; 12- баддя з бетонною сумішшю; 13- 
розширена п'ята палі  
 
9 
 
 
 
 
 
 
    
Рис.1.3 - Технологічна схема влаштування бурових паль під глинистим 
розчином: 
а - буравлення шпари; б- влаштування розширеної порожнини; в - установка 
арматурного каркаса; г- установка вібробункера з бетонолитною трубою;  
д- бетонування свердловини методом ВПТ; 1 - свердловина, 2- бурова 
установка; 3- насос; 4 - глинозмішувач; 5 - приямок для глинистого розчину; 
6 - поширювач; 7 - штанга; 8- стріловий кран; 9 - арматурний каркас; 10 -
бетонолитна труба; 11- вібробункер  
Глинистий розчин, що перебуває в свердловини під тиском, цементує 
ґрунт стінок, тим самим, перешкоджаючи проникненню води, що дозволяє 
виключити застосування обсадних труб. Після завершення проходки 
свердловини в неї при необхідності встановлюється арматурний каркас, 
бетонна суміш із вибробункера по бетонолитній трубі попадає на дно 
свердловини, піднімаючись нагору, бетонна суміш витісняє глинистий 
розчин. У міру заповнення свердловини бетонною сумішшю роблять підйом 
10 
 
 
 
 
бетоноводу. 
Після зачищення вибою і установки арматурного каркаса свердловину 
бетонують методом вертикального переміщення труби. У міру заповнення 
свердловини бетонною сумішшю можуть робити вилучення інвентарної 
обсадної труби. Спеціальна система домкратів, змонтованих на установці, 
передає трубі зворотно-поступальний рух, за рахунок чого бетонна суміш 
додатково ущільнюється. По завершенню бетонування свердловини 
здійснюють формування голови палі. Застосовують установки по 
виготовленню набивних паль із використанням обсадних труб з вилученням 
ґрунту із труби віброгрейфером (рис.1.4). 
 
      
Рис.1.4 - Технологічна схема влаштування бурових паль із застосуванням 
обсадних труб: 
а- установка кондуктора та буріння свердловини; б- занурення обсадної 
труби; в - проходка свердловини; г - нарощування наступної ланки обсадної 
труби; д - зачищення вибою свердловини; е - установка арматурного каркасу;  
ж- заповнення свердловини бетонною сумішшю і вилучення обсадної труби;  
1 - робочий орган для буріння свердловини; 2- свердловина; 3- кондуктор; 4 -
11 
 
 
 
 
бурова установка; 5 - обсадна труба; 6- арматурний каркас; 7 - бетонолитна 
труба; 8- вібробункер  
 
 
Рис. 1.5 - Технологічна схема виготовлення набивних паль із вилученням 
ґрунту під захистом обсадних труб: 
а- занурення обсадної труби віброустановкою; б - обування ґрунту з обсадної 
труби віброгрейфером; в - бетонування палі;г- вилучення обсадної труби 
віброустановкою; 1 - обсадна труба; 2- віброустановка; 3- віброгрейфер; 4- 
арматурний каркас;5 - баддя з бетонною сумішшю  
      
     Бурові палі з розширеною п'ятою. Діаметр таких паль 0,6...2,0 м, довжина 
14...50 м. Існують три способи влаштування розширень паль. Перший спосіб 
- розпирання грунту посиленим трамбуванням бетонної суміші в нижній 
частині свердловини, коли неможливо оцінити якість робіт, форму (який 
стала п'ята розширення), наскільки бетон перемішався із ґрунтом і яка його 
несуча здатність. 
12 
 
 
 
 
При другому способі свердловину бурять верстатом, що представляє 
собою спеціальний пристрій у вигляді ножа, що розкривається на буровій 
колонці. Для влаштування розширення свердловини діаметром до 3 м (рис. 
1.5). Ніж розкривається гідравлічним механізмом, керованим з поверхні 
землі.  
Підривний спосіб влаштування розширень (рис. 1.6). У пробурену 
свердловину встановлюють обсадну трубу. На дно свердловини опускають 
заряд вибухової речовини розрахункової маси і виводять провід від 
детонатора до підривної машинки, що перебуває на поверхні. Свердловину 
заповнюють бетонною сумішшю на 1,5...2,0 м, піднімають на 0,5 м обсадну 
трубу і виконують вибух. Енергія вибуху ущільнює ґрунт і створює сферичну 
порожнину, яка заповнюється бетонною сумішшю з обсадної труби. Після 
цього порціями і з необхідним ущільненням заповнюють обсадну трубу 
бетонною сумішшю доверху. 
 
 
Рис. 1.6 - Розбурювання порожнини в ґрунті поширювачем: 
а-- положення поширювача під час розбурювання свердловини; б- те ж, у 
процесі розбурювання порожнини; 1 – грунтозбірник; 
2- ріжучі ножі; 3- свердловина; 4- штанга; 5- розширена порожнина  
 
Бурова паля із черевиком. Особливість методу в тому, що в пробурену 
13 
 
 
 
 
свердловину опускають обсадну трубу, що має на кінці вільно обпертий 
чавунний черевик, що залишається в ґрунті після занурення обсадної труби 
на необхідну глибину. Порціонно завантажуючи бетонну суміш, регулярно її 
ущільнюючи і поступово витягаючи трубу зі свердловини, одержують готову 
набивну бетонну палю. 
Завдяки тиску суміш видавлюється із труби, заповнює знизу простір 
свердловини і починає підніматися нагору, відтискуючи воду, що перебуває в 
свердловині. У процесі заповнення бетонною сумішшю свердловини 
необхідно стежити, щоб бетонолитна труба піднімалася з однієї швидкістю з 
обсадною трубою, низ труби постійно був нижче верху покладеної бетонної 
суміші на 30...40 см. Після повного заповнення свердловини верхній шар 
бетонної суміші товщиною 10...20 см, що перебував у контакті з водою, 
зрізають. 
 
Рис. 1.7 - Технологічна схема влаштування паль із камуфлетним 
розширенням: 
а- опускання заряду ВВ і заповнення свердловини бетонною сумішшю; б- 
14 
 
 
 
 
підйом бетонолитної труби і утворення розширеної п'яти вибухом; в - готова 
набивна паля з камуфлетним розширенням; 1- заряд ВВ; 2- провід до 
підривної машини; 3- обсадна труба; 4- прийомна воронка; 5 - бетонна суміш; 
6- баддя з бетонною сумішшю; 7-розширена п'ята; 8- арматурний каркас  
Пневмотрамбованні палі. Палі застосовують при влаштуванні 
фундаментів у піщаних ґрунтах. У цьому випадку бетонну суміш укладають 
у порожнину обсадної труби при постійному підвищеному тиску повітря 
(0,25...0,3 МПа), яке подається від компресора через ресивер, що служить для 
згладжування коливань тиску. Бетонну суміш подають невеликими порціями 
через спеціальний пристрій - шлюзову камеру, що діє за принципом 
пневмонагнетательних установок, що застосовуються для транспортування 
бетонної суміші. Шлюзова камера закривається спеціальними клапанами. 
Подача бетонної суміші в камеру здійснюється при закритому нижньому 
клапані і відкритому верхньому; при заповненні камери сумішшю верхній 
клапан закривається, нижній, навпаки, відкривається, суміш вижимається в 
свердловину. 
Набивні палі будь-якого типу слід бетонувати без перерв. При 
розташуванні паль одна від іншої менш чому на 1,5 м їх виконують через 
одну, щоб не ушкодити тільки що забетоновані.  
Бурові палі мають ряд недоліків, які стримують їх більш широке 
застосування. До таких недоліків можна віднести невелику питому несучу 
здатність, високу трудомісткість бурових робіт, необхідність кріплення 
свердловин у нестійких ґрунтах, складність бетонування паль у незв’язних 
ґрунтах і труднощі контролю якості виконаних робіт. 
Влаштування паль у продавлених свердловинах досить ефективно в 
сухих ґрунтах. При влаштування таких паль у ґрунті створюється ущільнена 
зона, підвищується міцність ґрунту і знижується його деформативність. 
Влаштування набивних паль в ущільнених свердловинах виконується 
методами продавлювання без добування ґрунту на поверхню. 
Після буріння свердловини наконечник піднімають, при цьому його 
15 
 
 
 
 
лопати розкриваються, крізь порожнину наконечника бетонна суміш 
попадається на дно свердловини. Замість затворок, що саморозкриваються, 
може бути використаний знімний черевик. 
 
 
           
Рис. 1.8 - Технологічна схема пристрою бурових паль із виштампуваної 
п'ятою: 
а- буріння свердловини; б - установка в свердловину обсадної труби; в - 
засипання в свердловину твердої бетонної суміші; 
г - втрамбування бетонної суміші в основу; д- добування обсадної грубі і 
установка арматурного каркаса; 
е- бетонування стовбура палі з ущільненням глибинним вібратором; ж- 
влаштування опалубки оголовка палі; 1 - бурова машина; 
2 - робочий механізм із навісним устаткуванням для влаштуванням 
розширеної п'яти; 3- обсадна труба, 4- лоток для завантаження твердої 
бетонної суміші; 5 - трамбування; 6 - стріловий кран; 7 - арматурний каркас; 
8 - баддя з бетонною сумішшю; 9- воронка; 
10- виштампувана розширена п'ята; 11 - опалубка оголовка  
 
Як висновок, бурові палі з поширенням є доволі актуальною і 
перспективною технологією, при незначних недоліках при влаштуванні 
16 
 
 
 
 
даного типу паль є головна перевага, підвищена несуча здатність порівняно з 
аналогічними буронабивними палями.  
Витрамбувані палі використовують у сухих незв'язаних ґрунтах. У 
пробурену шпару за допомогою віброзанурювача, закріпленого на 
екскаваторі, занурюють до проектної оцінки сталеву обсадну трубу, що має 
на кінці знімний залізобетонний черевик 
 
Рис. 1.9 -  Технологічна схема влаштування витрамбуваних паль: 
а- утворення свердловини; б - укладання першої порції бетонної суміші; в - 
ущільнення бетонної суміші штангою, що трамбує, жорстко з'єднаної з 
віброзанурювачем; г- укладання і ущільнення наступних шарів бетонної 
суміші; д -вилучення обсадної труби і установка арматурного каркаса в 
голові палі  
Частотрамбовані палі влаштовують шляхом забивання обсадної труби в 
пробурену свердловину разом з надягнутим на кінці чавунним черевиком, 
який залишається в ґрунті (рис. 1.9). Завантаження бетонної суміші в обсадну 
трубу здійснюють порціями за 2...3 прийму. Переріз палі формується і 
обсадна труба вилучається зі свердловини за допомогою молота подвійної 
дії, що передає зусилля через обсадну трубу.      
 
17 
 
 
 
 
 
      
Рис. 1.10 -  Технологічна схема влаштування частотрамбованих паль: 
а- занурення обсадної труби; б - установка арматурного каркасу; в- подача 
бетонної суміші в порожнину труби; 
г - вилучення обсадної труби з одночасним ущільненням бетонної суміші; 1 - 
обсадна труба; 2- копер; 3- молот подвійної дії; 4- арматурний каркас; 5 - 
баддя з бетонною сумішшю; 6- прийомна воронка; 7- чавунний черевик  
Піщані набивні палі - найбільш дешевий спосіб ущільнення слабких 
ґрунтів. Сталева обсадна труба із черевиком поринає в ґрунт за допомогою 
віброзанурювача (рис. 1.10). Досягши проектної оцінки, вона частково 
заповнюється піском, при підйомі обсадної труби за рахунок маси піску вона 
відділяється від черевика, і за допомогою виброзанурювача вилучається на 
поверхню, при цьому ґрунт від вібрації ущільнюється. Додаткове й 
ефективне ущільнення може бути досягнуте промивкою свердловини водою. 
Застосовують труби діаметром 32...50 см; при добуванні в трубі завжди 
повинен перебувати шар піску висотою 1,0...1,25 м. Спосіб застосуємо для 
свердловин глибиною до 7 м. 
18 
 
 
 
 
 
Рис.1.11 - Схема влаштування піщаних (ґрунтових) набивних паль: 
а- занурення обсадної труби; б - вилучення труби; в - наконечник, що 
розкривається; 1 - віброзанурювач; 2- обсадна труба; 
3- шарнір; 4- стулка наконечника; 5-кільце  
Ґрунтобетонні палі. Знайшли застосування ґрунтобетонні палі, які 
влаштовують за допомогою бурильних установок з пустотілою буровою 
штангою, що має на кінці змішувальний бур зі спеціальними ріжучими 
лопатами, що й одночасно перемішують суміш. Після пробурювання 
свердловини в слабких піщаних ґрунтах до потрібної оцінки в пустотілу 
штангу під тиском з розчинозмішувальною установки подають водоцементну 
суспензію (розчин). Бурова штанга повільно при зворотному обертанні 
починає підніматися нагору, ґрунт насичується цементним розчином і 
додатково ущільнюється буром. У результаті виходить цементно-піщана 
паля, виготовлена на місці без вилучення ґрунту. 
 
19 
 
 
 
 
 
           
Рис.1. 12 - Технологічна схема влаштування бурових паль діаметром 2...3,5 м: 
а - установка бурового верстата; б- проходка свердловини; в- зачищення 
вибою; г- установка арматурного каркаса, 
д- установка бетонолитної труби; е- бетонування палі; 1 - бурова установка; 
2- обсадна труба; 3 - грейферний ківш; 
4 - арматурний каркас;  5- бетонолитна труба  
 
З наведених вище технологій влаштування бурових паль перспективною 
до подальшого вдосконалення та така яка виконується з найоптимальнішими 
техніко-економічними показниками є технологія бурових паль з поширенням 
нижньої частини, рис. 1.12 
 
1.2 Існуючі способи бетонування бурових пальових фундаментів та 
перспективи удосконалення 
 
Технологія буде ґрунтуватись на застосуванні обсадних труб, за 
допомогою яких буде влаштовуватись тіло бурової палі. Тому при 
вдосконаленні та розробці нових технологій влаштування бурових паль на 
20 
 
 
 
 
основі існуючих прототипів–технологій [15,16] треба обґрунтовувати такі 
обов’язкові параметри, як метод бетонування, інтенсивність бетонування, 
рухливість та час тужавіння бетону.  
Згідно цього зробимо деякий аналіз відомих методів бетонування. 
У нинішній час бетонування бурових паль здійснюється за допомогою 
наступних методів: за допомогою бункерів (контейнерів), що 
саморозкриваються; "висхідного розчину"; ін'єкційним; вібраційним; 
вертикального переміщення труби (ВПТ), [17-32]. Відмінність методів 
полягає у наступному. 
Бетонування бурових паль за допомогою бункерів (контейнерів), що 
саморозкриваються, полягає в подачі бетонної суміші у конструкцію та 
відкриття бункеру. Особливістю цього методу є простота устаткування та 
технологічних прийомів при бетонуванні. Контроль за процесом бетонування 
здійснюється візуально. Основними недоліками цього методу є: 
- шаруватість бетону по висоті стовбура палі внаслідок утворення 
технологічних швів, обумовлених переривами у процесі бетонування та 
розшарування бетонної суміші в результаті змішування з водою або 
глинистим розчином; 
- низька інтенсивність бетонування та продуктивність праці; 
- втрати бетонної суміші в результаті її перевантажень. 
Метод "висхідного розчину" (ВР) виконується за рахунок подачі по 
трубах цементно-піщаного розчину високої рухливості в попередньо 
укладений у свердловину шар крупного заповнювача. Бетонування ведеться 
пошарово. Особливістю методу є простота прийомів здійснення 
технологічних операцій. Основними недоліками методу є: 
- шаруватість, недостатня щільність і міцність бетону бурових паль, що 
обумовлено переривами у технології бетонування та низькою якістю 
ущільнення розчину в пустотах шару крупного заповнювача;  
- низька інтенсивність бетонування; 
- висока трудомісткість влаштування паль. 
21 
 
 
 
 
Ін'єкційний метод заснований на принципах методу ВР із властивими 
йому недоліками. Однак принциповою відмінністю від останнього є 
нагнітання цементно–піщаного розчину в шар крупного заповнювача під 
дією тиску, що створюється розчинонасосом.  
 
1.3 Переваги та недоліки технологій влаштування пальових 
фундаментів у незв’язних піщаних ґрунтах 
 
В умовах залягання піщаних ґрунтів в наш час використовуються 
забивні, бурові палі з розширеною п'ятою, буроін'єкційні палі, технологія 
вдавлювання паль, палі в витрамбуваних котлованах свердловинах (ФВК), 
нажаль внаслідок слабкої апробації використовуються рідше [1]. 
  За даними робіт  [1,2,3] для влаштування пальових фундаментів 
застосовується устаткування, яке можна підрозділити на основне і 
допоміжне. До основного устаткування відносяться: копри і молоти для 
занурення паль заводського виготовлення; бурові верстати для виготовлення 
бурових паль; кранове устаткування для навісних копрових стріл або 
бурових робочих органів; навісне устаткування, яке використовується з 
завантажувальними і землерийними машинами, що серійно випускаються, 
для фундаментів ФВК, автобетонозмішувачі великої місткості, що готують і 
доставляють рухому бетонну суміш для монолітних паль. До допоміжного 
устаткування відносяться машини і механізми загальнобудівельного 
призначення (автотранспортні засоби, машини для земляних робіт, 
навантажувально-розвантажувальні засоби, компресори, устаткування для 
зварювальних робіт). Також до допоміжного устаткування можна віднести 
пальові наголовники, інвентарні хомути для зрізки голів паль, відбійні 
молотки, труби для подачі бетону, бункери і бадді для приймання і укладання 
бетонної суміші.  
Забивні палі 
22 
 
 
 
 
  З робіт [1,2,3,4,5,6] відомо, що палі заводського виготовлення 
занурюються в грунт забиванням за допомогою молотів, зануренням за 
допомогою віброзанурювачів, вдавленням (або вібровдавленням ) за 
допомогою спеціальних агрегатів.   
 Для підвищення ефективності забивних паль в умовах просадочних 
грунтів, і якнайповнішого використання принципу відповідності несучої 
здатності паль за матеріалом і грунтом основи, використовують способи 
влаштування розширень, як у верхній частині палі, так і в нижній (так звані 
булавовидні палі, [8]).  
Також в останній час задля зменшення у 2-3 рази кількості ударів 
забивки, тривалість, підвищити несучу здатність, і головне знизити шум, 
загазованість повітря і динамічний впливу в умовах просадочності 
Новосибірську почали застосовувати спосіб забивки паль з попереднім 
утворенням лідерної свердловини та заповненням її дренуючим  не 
ущільненим матеріалом, [4]. 
Бурові палі 
Спосіб влаштування набивних паль безпосередньо в грунтах, як відомо, 
був запропонований в Росії гірським інженером А.Э.Страусом в 1899 р, [4 ]. 
Не дивлячись на досить довгий період існування цього способу, його 
продовжують розвивати і удосконалювати. 
 У зарубіжній практиці набивні палі широко поширені і конкурують із 
забивними. 
   
 Резерви в підвищенні ефективності і якості фундаментів з бурових 
паль виходять з технологічних недоліків, до яких в першу чергу відносяться, 
[12]: 
- бетонування свердловин литою бетонною сумішшю (осідання конуса 
18-22 см) з підвищеною витратою цементу; 
23 
 
 
 
 
- пасивне заповнення свердловин під дією лише власної ваги бетонної 
суміші, що укладається, внаслідок чого можливі утворення порожнеч і 
порушення суцільності бетону палі (для ВПТ); 
- виникнення пробок з бетонної суміші, що втратила рухливість, 
всередині обсадних і бетонолитних труб для ВПТ і усередині порожнистого 
шнека для БПШ при порушенні ритмічності бетонування свердловин; 
- заклинювання і спливання каркаса при витяганні секцій обсадних 
труб (для ВПТ); 
- невисокий в порівнянні із забивними палями коефіцієнт використання 
матеріалу в конструкції (відношення міцності бетону до несучої здатності 
ґрунтової основи) в піщаних і глинистих грунтах. 
 Бурові палі, що влаштовуються за технологією безперервно 
переміщуваного шнека (БПШ),  [12] . 
 Дана технологія досить актуальна при влаштуванні пальових 
фундаментів на майданчиках з  просадочними грунтами, також з піщаними 
або глинистими прошарками, проходження яких з використанням інших 
технологій (забивних паль, паль ущільнення) не представляється можливим. 
Аналогічна технологія виготовлення бурових паль за технологією 
(SOB) одержали в Європі широке розповсюдження у зв'язку з  високою 
несучою здатністю паль, що утворені, їх технологічністю та надійністю. 
Основні переваги таких бурових паль: 
- При улаштуванні бурової палі відбувається поперечний зсув і 
ущільнення грунту, що покращує його міцнісні і деформаційні 
характеристики. Завдяки ущільнюючій дії наконечника розпушування грунту 
виключене. 
- Обертальна технологія улаштування стовбура палі з одночасною 
вертикальною подачею інструменту дає можливість якісного виготовлення 
палі по всій довжині. 
24 
 
 
 
 
- Забезпечення високої якості заповнення свердловини бетоном, 
оскільки бетон подається під тиском.  - Можливість влаштування паль 
через щільні шари грунтів. 
 Переваги технології: 
1.Висока надійність дозволяє безпомилково контролювати процес 
буріння з досягненням несучого шару. 
2. Дозволяє розбурювати або витягувати валуни, які зустрічаються на 
глибині. 
3. Заповнення свердловини проводиться через бетонолитну трубу, при 
наявність в свердловині арматурного каркаса, ця особливість виключає, при 
дотриманні технології, утворення шийок у тілі палі. 
4. В процесі буріння здійснюється прямий контроль за відповідністю 
фактичних інженерний геологічних умов до проектних, що при відповідному 
моніторингу дозволяє уникнути інженерно-геологічних помилок і знайти 
найбільш оптимальне рішення. 
5. Можливість влаштування поширення дозволяє якнайповніше 
використовувати несучу здатність палі. 
Особливості технології: 
1. Низька продуктивність примушує шукати проектні рішення, що 
забезпечують повне використання несучої здатності паль по грунту. 
2. Відмічено, що при проходженні водонасичених грунтів щоб 
уникнути випору грунту в свердловину необхідно створювати ґрунтову 
пробку великої довжини, що створює складність при бурінні або створювати 
протитиск в свердловині водою або глинистим розчином в найбільш 
складних випадках. 
Влаштування паль ущільнення за технологією DDS. 
  Технологія влаштування бурових паль ущільнення включає 
формування свердловини за допомогою спеціального бурового снаряда, що 
ущільнює грунт із зануренням його на проектну відмітку. Заповнення 
свердловини бетоном проводиться через отвір в буровому снаряді за 
25 
 
 
 
 
допомогою бетононасоса. Технологія влаштування бурових паль ущільнення 
дозволяє формувати свердловини без виїмки ґрунту. 
  Переваги і особливості паль ущільнення:  
Висока несуча здатність палі - до 500 тн; висока продуктивність; якість 
заповнення свердловини бетоном, оскільки бетон подається під тиском, 
точність розміщення паль як в плані, так і дотримання вертикальності по 
висоті, яке контролюється бортовим комп'ютером, використання 
спеціального бурового інструменту закріпленого на буровому ставі, дає 
можливість влаштовувати палі через щільні шари пісків і при проходженні 
перешкод (у вигляді валунів) провести заміну породоруйнуючого 
інструменту.    
Висновки по розділу 1 
1. Будівництво і реконструкція в обмежених умовах існуючої 
містобудівної забудови повинна здійснюватися методами, що 
забезпечують захист існуючих будівель і споруд від пошкоджень 
(запобігання деформації, забезпечення міцності і стійкості існуючих 
будівель, будівель і споруд тощо). ..  
2. До переваг пальово-буронабивних фундаментів відносяться: 
зменшення потреби в механізмах і транспортуванні; Підвищення 
надійності конструкцій за рахунок зменшення загальних і 
нерівномірних осідань; Зменшення впливу зимового періоду на темп і 
якість роботи; можливість використання міцних грунтів на великій 
глибині в якості основи; можливість улаштування паль різної довжини 
з урахуванням необхідної розмітки на різкому перетині рельєф покрівлі 
твердих ґрунтів, які служать основою для паль; здатність передавати на 
палі широкий діапазон навантажень, наприклад, від 1000 до 10000 кН і 
більше; можливість встановлення паль великого діаметру (порівняно із 
забивними), що значно покращує роботу паль при горизонтальному 
навантаженні; можливість влаштування паль без армування в нижній 
частині, де відсутня передача моментів і горизонтальних зусиль 
26 
 
 
 
 
 
РОЗДІЛ 2. ТЕОРЕТИЧНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ТЕХНОЛОГІЇ 
ВЛАШТУВАННЯ ПАЛЬОВИХ ФУНДАМЕНТІВ МЕТОДОМ 
ВДАВЛЮВАННЯ 
2.1 Дослідження технології улаштування та взаємодії з основою 
набивних паль, викононанеих з ущільненням навколопальового 
грунту 
У сучасній будівельній практиці усе більш широке поширення одержує 
технологія улаштуванні фундаментів заміщення — буронабивних, 
бурошнековbх. Успіх цієї технології пояснюється, насамперед, наявністю 
надійних високопродуктивних базових бурових машин, із широким спектром 
типорозмірів і багатого асортиментів змінного навісного устаткування 
(верстати типу BAUER, CASAGRANDE, LIEBHERR), що дозволяє 
вирішувати завдання спорудження фундаментів у будь-яких ґрунтових 
умовах. Така технологія найбільш застосовна з погляду екології й безпеки 
для існуючої забудови. 
Для забезпечення високої несучої здатності буронабивних паль по 
ґрунту в таких умовах існує кілька шляхів: 
- пристрій паль, що працюють як палі-стійки. Скельні ґрунти 
найчастіше залягають на глибині порядку 50 м і більш. Буравлення 
свердловин на таку глибину і їх бетонування займає багато часу й 
зв'язане зі значними матеріальними витратами; 
—  пристрій паль із розширеними п'ятами. Застосовується в основному 
для підстав, складених зв'язними ґрунтами; 
—  пристрій паль із ущільненням навколопальового ґрунту [1]. Відома 
безліч технологій ущільнення ґрунту при спорудженні паль із 
метою поліпшення міцності і деформативных властивостей основа. 
В основному всі вони мають певні області раціонального 
застосування й обмеження, зв'язані, наприклад, з гідрогеологічними 
умовами, довжиною паль, можливостями застосовуваного 
27 
 
 
 
 
спеціального устаткування, твердими вимогами до строків 
будівництва й впливу, надаваному на навколишнє середовище, і 
інші. 
Найбільш актуальними для сучасного будівництва в щільних міських 
умовах є технології, що дозволяють із високою надійністю забезпечувати 
необхідну несучу здатність і міцність матеріалу буронабивних паль 
довжиною більш 20 м і різних діаметрів у різноманітних ґрунтових умовах, 
максимально адаптовані до основних типам бурового встаткування й 
традиційним способам улаштуванні бурових паль. При цьому не повинне 
відбуватися значного збільшення трудомісткості й зниження темпів 
провадження робіт. 
Відомі технічні рішення, що забезпечують підвищення несучої 
здатності бурових паль за рахунок динамічного впливу на бетонну суміш, що 
укладається в шарі ґрунт, що й оточує, [2-6]. Вібраційний вплив передається 
на бетонну суміш через спеціальні штанги, удосконалені бетоноподаючі 
труби або через обсадну трубу в процесі її добування. Такі палі 
класифікуються як вібронабивні або віброштамповані, а улаштуванні, 
використовувані для їхнього спорудження, називаються віброущільненнями. 
Розташування вібровоущільнювача у верх частини дозволяє застосовувати 
досить потужні надійні вібратори й побільшати масу віброущільнення. Як 
правило, діаметр робочого органа віброущільнення незначно відрізняється 
від діаметра свердловини, а поверхня, що штампує, має плоску або конічну 
форму. Активна зона ущільнюючого впливу такими механізмами обмежена 
(в основному, що особливо важливо, по глибині). 
Для зниження втрат і підвищення ефективності розподілу енергії, 
затрачуваної на ущільнення матеріалу в снові бурової свердловини, що й 
укладається бетонної суміші, розроблені технічні рішення, що 
використовують у якості штампа просторову конструкцію, яка забезпечує 
розподіл ущільнюючого зусилля по всьому обсягу матеріалу, що 
ущільнюється, [7-10], 
28 
 
 
 
 
Такого роду робочі рішення найбільш прийнятні при спорудженні 
бурових паль глибокого закладення, особливо у фундаментах 
високоповерхових будівель, де доводиться зустрічатися переважно з 
обводненими шарами. 
Дослідженнями, проведеними в установлено, що просторовий орган 
під дією гідравлічного вібратора з регульованими параметрами створює в 
ґрунті (бетонної суміші) радіальний і вертикальний тиск, розподілене за 
обсягом матеріалу, що ущільнюється, за рахунок чого досягається 
максимальна щільність матеріалу в порожнині свердловини й одночасно 
ущільнюється навколишньопальовий ґрунт. 
Одна з характерних рис такого методу в тому, що одне й теж 
технологічне встаткування дозволяє вирішувати два інженерні завдання  
вібрування бетонної суміші, що укладається в шарі, і ущільнення 
навколопальового ґрунту [14]. Передача ущільнюючого впливу через 
бетонну суміш на стінки й вибій свердловини дозволяє підвищити опір 
навколопальового ґрунту, що враховується в діючих нормах уведенням 
відповідних коефіцієнтів [15]. 
Проведені порівняльні випробування піщаної основи, ущільненої 
глибинним об'ємним віброштампуванням, показали істотне (в 1, г- 2 рази) 
підвищення несучої здатності й зниження деформативності основи. 
Для зниження небезпеки розпушення й випора ґрунту вибою 
свердловин при глибинному віброущільненні в якості пригруза може бути 
використаний твердий матеріал (щебені, гравій, тверда бетонна суміш). При 
цьому твердий матеріал утрамбовується в ґрунт вибою, утворюючи в снові 
палі ущільнений масив. 
Велика кількість досліджень присвячена розробці технології 
спорудження й вивченню роботи фундаментів, що влаштовуються із 
утрамбуванням твердого матеріалу в снування бурових і витрамбуваних 
(пробитих) свердловин під набивні палі. Переважно утрамбування 
проводиться або важкими трамбуваннями, або віброштампами суцільного 
29 
 
 
 
 
перетину. При цьому в снові таких фундаментів утворюється «розширення» 
із твердого матеріалу із зоною ущільненого ґрунту довкола нього. 
Поліпшення міцності і деформаційних властивостей ґрунту в ущільненій 
зоні дозволяють значно підвищити несучу здатність фундаменту. Це, у свою 
чергу, веде до скорочення довжини або кількості паль і, отже, до економії 
матеріалів, працезатрат і зниженню вартості робіт. Подібні технології 
застосовуються в основному при улаштуванні паль невеликої глибини 
закладення й відсутності в свердловинах води. 
У той же час, найбільш застосовна й ефективна при улаштуванні 
бурових паль в обводнених свердловинах технологія утрамбовки твердого 
матеріалу в ґрунт вибою за допомогою просторового вибропггампа й 
особливості роботи таких паль під навантаженням вивчені не досить. 
Представляє безсумнівний практичний інтерес удосконалювання 
розрахункового апарата, що дозволяє враховувати одержуваний від 
застосування технології ефект. 
Метою є вдосконалювання технології 
глибинного ущільнення основа бурових паль шляхом об'ємного 
виброутрамбовки твердого матеріалу у вибій глибоких свердловин, а також 
розробка інженерного методу розрахунків даних паль. 
Для досягнення поставленої мети були вирішені наступні завдання: 
-  проведені натурні дослідження процесу віброущільнення твердого 
матеріалу в снові свердловин при спорудженні досвідчених буронабивних 
паль мостових фундаментів; 
-  експериментально встановлений характер деформування ґрунтової 
основа в процесі віброущільнення, характер розподілу твердого матеріалу 
в ґрунті, форма й розміри одержуваних ущільнених зон; 
-  оцінений характер деформування ґрунтової основа з утрамбованим 
просторовим виброштампом твердим матеріалом при дії статичного 
навантаження; 
-  розроблені пропозиції з удосконалювавння технології глибинного 
30 
 
 
 
 
об'ємного віброущільнення основа свердловин із утрамбуванням твердого 
матеріалу; 
Дослідження технологій спорудження й взаємодії з основою набивних паль, 
що влаштовуються з ущільненням навколопальового ґрунту. 
Перші способи ущільнення навколопальового ґрунту при улаштуванні 
набивних паль були запропоновані ще на початку XX століття. З розвитком 
технічних можливостей, у тому числі вдосконалення техніки для буріння й 
пробивання свердловин, вібротехніки, набивні палі, що влаштовуються з 
ущільненням навколопальового ґрунту, знаходять усе більш широке 
застосування в будівельній практиці. В Україній СНД такі конструкції 
використовуються в основному в цивільному будівництві. 
Одним з основних переваг ущільнення навколопальового ґрунту в 
процесі улаштуванні набивних паль, безсумнівно, є те, що їх питома несуча 
здатність порівнянна з питомою несучою здатністю забивних паль. Зміна 
характеристик ґрунту в зоні ущільнення приводить до збільшення 
диссипативных можливостей основа, за рахунок цього на навколишній 
ущільнену зону ґрунт природного додавання передається менша частка 
навантаження, що дозволяє передавати на модифіковане в такий спосіб 
ґрунтова підстава більша питомі навантаження. У результаті ефективності 
використання матеріалу такі палі практично не уступають забивним. Крім 
того, забезпечується можливість контролювати несучу здатність набивних 
паль у процесі провадження робіт, одержувати фундаменти приблизно рівної 
несучої здатності в межах будівельного майданчика, що в цілому підвищує 
ефективність фундаментних конструкцій. 
Зі способів динамічного впливу на навколишньопальовий ґрунт [16-25] 
відомі способи вібрування готових бурових паль, пристрій паль за 
допомогою, що виводиться із вібросердечників, способи забивання в ґрунт 
вибою бурової свердловини башмаків і наконечників різної конструкції й 
форми, ущільнення ґрунту вибою трамбуваннями або віброущільненнями з 
використанням щебенів або без нього, влаштування розширень і ін. Можливі 
31 
 
 
 
 
також комбінації перерахованих методів. 
     Експериментальні й теоретичні дослідження технологій спорудження 
різних видів набивних паль в ущільненому ґрунті, у тому числі з 
утрамбованим у вибій твердим матеріалом, і їх взаємодії з основою ведуться 
в нашій країні вже більш 30 років.  
У цивільному будівництві успішно застосовується метод улаштуванні 
фундаментів у витрамбуваних котлованах [27], у тому числі стовпчастих 
фундаментів з розширеною основою, одержуваною шляхом утрамбовки в 
дно котловану твердого матеріалу. Довжина фундаментів у витрамбуваних 
котлованах не перевищує 5-г7 метрів. Свердловина під такий фундамент, як 
правило, витрамбовується скиданням з певної висоти трамбування. Цією же 
трамбуванням у дно готового котловану втрамбовується окремими 
порціями твердий матеріал (щебені, гравій, тверда бетонна суміш і т.п.). 
Дослідженню технології улаштуванні розширень у підставі 
витрамбуваних котлованів, впливу різних факторів на форму й розміри 
розширених підстав, а також вивченню залежності несучої здатності 
фундаментів від обсягу втрамбованого щебенів присвячені роботи В.Л. 
Рафальзука 
[28] і P.P. Авазова [29]. Натурні дослідження проводилися на досвідчених 
майданчиках у суглинках, супісках і пісках. 
Вивчення процесу створення розширень у підставі витрамбуваних 
котлованів, форми й розмірів ущільнених зон навколо розширень шляхом 
розкриття готових котлованів шурфами [28] дозволило встановити наступне. 
  Розширення ущільнений матеріал розсовує навколишній ґрунт у сторони й 
ущільнює його. Істотний вплив на розміри одержуваних розширень 
виявляють фізико-механічні характеристики ґрунтів. Зокрема, на 
ефективності утрамбовки твердого матеріалу позначається ступінь щільності 
ґрунту. Позитивні результати досягаються в ґрунтах, у яких об'ємна маса 
3
кістяка ґрунту не перевищує 1,6 т/м . Найбільший розмір розширення 
вдалося одержати при улаштуванні розширення із щебенів марки 100 фракції 
32 
 
 
 
 
20+40 мм. Використання гравію або щебенів інших фракцій приводило до 
зменшення діаметра розширення на 10-5-30% і збільшенню роботи, 
затрачуваної на створення розширення. Певні при розкритті котлованів 
розміри одержуваних розширень коливаються в наступних межах: діаметр — 
1, г-2,0(1т (бт - діаметр трамбування в нижньому перетині), висота - 1,2-5-
2,Ос (0,8-5-1,5(1,. від підошви фундаменту) (мал. 1.2.а). За певною схемою 
проводився відбір проб ґрунту навколо розширень. За результатами 
лабораторних досліджень будувалися графіки зміни значень об'ємної маси 
кістяка ґрунту (мал. 1.2.6). Товщина ущільнених зон навколо розширень 
склала 0,8-5-1,1(15 нижче розширень - ПРОтеЛг. 
Слід звернути увагу на те, що В.Л. Рафальзук [28] у якості основного 
критерію для визначення оптимальних параметрів трамбування виділяє 
діаметр одержуваного розширення.  
 
 
 
Рис. 2.1 -  Фундамент у витрамбуваному котловані (ФВК) з розширеною 
основою [28] 
 
33 
 
 
 
 
 
Рис 2.2 – Зона ущільненого грунту 
   При випробуваннях досвідчених фундаментів вертикальним 
навантаженням, що вдавлює, їх несуча здатність визначалася навантаженням, 
досягнутої при осаді рівної 30 мм. У таких умовах повного вичерпання 
несучої здатності ґрунтів підстав, обумовленого досягненням незатухаючих у 
часі осад, не відбувалося. Отримані залежності « осаду-навантаження» 
носили плавний характер, без якого-небудь різко вираженого перегину. 
Аналізуючи результати випробувань, автор робить вивід, що в міру росту 
вертикального навантаження відбувається залучення в стисливу зону крім 
ущільненого ґрунту також і ґрунту природньої структури, а також розвиток 
зон пластичних деформацій під розширенням.  
     Останній вивід був зроблений на підставі того, що при розкритті 
досвідчених фундаментів по завершенню випробувань «порушення міцності 
розширення» виявлене не було «і воно становило з фундаментом єдине ціле».  
    Проведеними дослідженнями встановлене, що несуча здатність 
фундаментів залежить в основному від виду й ступеня щільності ґрунту, 
34 
 
 
 
 
обсягу втрамбованого в дно котловану щебенів, глибини закладення 
фундаменту. При збільшенні об'ємної маси кістяка ґрунту, обсягу 
втрамбованого щебенів і зниженні вологості ґрунту відбувається підвищення 
несучої здатності фундаментів і зменшення їх осад. 
         Таким чином, експериментально встановлене, що улаштування 
розширення в нижній частині фундаменту шляхом утрамбовки в дно 
витрамбуваного котловану твердого матеріалу дозволяє підвищити 
навантаження на фундаменти у витрамбуваних котлованах в 1, г-з разу. 
Розглянуті дослідження ставляться до фундаментів невеликої глибини 
закладення. При необхідності улаштуванні фундаментів глибиною 
закладення більш 20 м, як правило, використовують бурові палі або палі-
оболонки з видаленням ґрунтового ядра. Звернемося до досліджень, 
присвячених підвищення несучої здатності буронабивних паль глибокого 
закладення. 
       Розроблений спосіб ущільнення основа бурових паль довжиною до 30 м і 
діаметром 0, г-1,2 м [30]. Ущільнення проводиться із утрамбуванням 
твердого матеріалу в ґрунт вибою свердловина ударами трамбування масою 
до 5,5 т або забиванням у дно свердловина залізобетонного елемента Даний 
метод може застосовуватися в глинистих ґрунтах при щільності ґрунту під 
нижнім кінцем палі < 1,65 т/м . 
У роботі Ю.А. Чиненкова [26] шляхом проведення натурних і 
модельних експериментів досліджувався процес ущільнення ґрунту у вибої 
глибоких свердловин, а також закономірності поведінки буронабивних паль 
із ущільненим вибоєм під навантаженням. У ході проведення досвідчених 
робіт були споруджені палі довжиною від 5 до 23 м діаметром 1 м з 
утрамбованим у основу щебенями. Необхідність використання щебенів 
обґрунтовувалася збільшенням розмірів п'яти палі, що забезпечує розподіл 
зусиль і дозволяє включити в опір більший обсяг ґрунту, а також 
запобіганням засмоктування трамбування при зануренні в ґрунти з більшим 
зчепленням.  
35 
 
 
 
 
 
Рис 2.3 - Технологічна схема улаштуванні палі із пробитим кінцем [30]: 
I — буравлення свердловина; II — засилання в свердловину щебенів; III — 
ущільнення ґрунту у вибої свердловина; IV — установка арматурного 
каркаса; V — бетонування свердловина 1 - вибій свердловина; 2 - щебені; 3 
- трамбування; 4 -арматурний каркас; 5 - ущільнена зона 
 
 
Рис 2.4 - Технологічна схема улаштуванні палі із забивний п'ятої [30]: 
I - буравлення свердловини; II - занурення у вибій свердловина 
залізобетонного елемента; III - установка арматурного каркаса; IV - 
36 
 
 
 
 
бетонування свердловина 1 — забивний елемент; 2 — арматурний каркас; 3 
— ущільнена зона що утрамбовувався у вибій свердловин трамбуваннями 
3
двох типів порціями по 0,4 т-т- 1,0м . У деяких палях порції щебенів 
чергувалися з порціями ґрунту. Трамбування проводилося до досягнення 
відмови в зануренні трамбування, рівного 2 див за 5 ударів. 
Розміри й форма щебеневих розширень і ущільнених зон 
установлювалися при відкопуванні двох паль довжиною 5 м. Отримані 
розширення залежно від форми використаного трамбування мали діаметр 1,2 
і 1,6з1св (йсв — діаметр палі) і відповідно висоту 0,9 і 1,56, Висота 
розширення від підошви паль становила.  На основі визначення щільності 
навколопальового ґрунту були побудовані лінії рівних значень плотностей 
сухого ґрунту. За границею ущільненої зони ухвалювалася поверхня, на якій 
3
р<* = 1,5т/м . На границі з бічною поверхнею щебеневого розширення 
3
значення Ра не перевищували 1,73 т/м , максимальне значення ра 
зареєстроване під щебеневим розширенням і становило 1,81 т/м . Стосовно 
3
природного значення ра = 1,45 т/м  щільність сухого ґрунту збільшилася в 1, 
25 рази. Аналізуючи обрис ліній рівних плотностей, автор доходить 
висновку про те, що сформоване в процесі трамбування ущільнене ґрунтове 
ядро при статичному нагружении працює спільно із щебеневим 
розширенням як єдине ціле. 
           Відомо [31,32,33], що при перших щаблях нагружения висячих 
буронабивних паль глибокого закладення основна частина прикладеного 
навантаження припадає на бічну поверхню а тиску під підошвою палі 
практично не збільшуються. 
37 
 
 
 
 
                
Рис. 2.5 - Щебеневе розширення в основи буронабивної палі  Загальний вид 
відкопаної палі із щебеневим розширенням в 
Включення в опір ґрунту під торцем палі відбувається тоді, коли зсув 
підошви досягнеться певної величини. Цей момент багато в чому 
визначається стискальністю ґрунту під торцем палі. Статичні випробування 
досвідчених паль підтвердили вплив ущільнення ґрунту під підошвою на 
розподіл зусиль при нагружении палі й на несучу здатність паль. Результати 
випробувань, наведені в роботі Ю.А. Чиненкова, показали, що для паль, що 
влаштовуються з ущільненням ґрунту утрамбуванням щебенів, характерна 
відсутність зриву після вичерпання опору по бічній поверхні, осаду палі з 
підвищенням навантаження росте з настанням стабілізації деформацій на 
кожному щаблі нагружения. П'ята палі на даному етапі працює як 
заглиблений штамп на ущільненій підставі. 
Порівняння результатів випробувань палі довжиною 18 м діаметром 1 
м з утрамбованим у вибій свердловини щебенями й тензометричної палі тих 
же розмірів дозволило встановити, що опір під нижнім кінцем палі за 
рахунок ущільнення збільшилося в 5 раз. 
Модельні досвіди проводилися на установці, що включає лоток 
38 
 
 
 
 
розміром 0,6x0,4x0,25 м із прозорою стінкою, що й навантажує пристрій для 
передачі навантаження на модель палі. У якості ґрунту використовувався 
суглинок. Для утрамбовки гальки у вибій модельної свердловини діаметром 
33 мм використовувалася розрізана по вертикальній осі на дві частини 
модель трамбування в масштабі 1/25 діаметром 33 мм у середній частині й 22 
мм у нижній частині. Подоба при моделюванні процесу утрамбовки 
забезпечувалося зменшенням лінійних розмірів трамбування при збереженні 
її швидкості. Необхідно, однак, відзначити, що при виборі фракції твердого 
матеріалу (гальки) для утрамбовки у вибій модельної свердловини не було 
збережено існуюче в натурі співвідношення між розмірами трамбування, 
штампа й фракцією щебенів. Це могло вплинути як на розподіл твердого 
матеріалу в ґрунті, так і на роботу розширення під навантаженням. Перед 
випробуваннями на ґрунт наносилася ділильна сітка зі смуг, розташованих із 
кроком 10 мм. Фотографування деформаційних зон у ході випробувань 
проводилося апаратом, нерухомо закріпленим щодо лотка. 
Експерименти показали, що по закінченню утрамбовки гальки 
ущільнена зона має зверху конічну, а знизу сферичну форму. Ширина 
ущільненої зони склала 3<1 м висота від підошви палі — 1,5м (<3М — 
діаметр моделі палі) (рис. 2.5). При нагружении моделі зона деформацій 
перебувала в межах зони ущільнення аж до зриву палі (рис. 2.6). Зрив 
моделей паль, що влаштовуються з ущільненням ґрунту у вибої, відбувався 
при опадах, що становлять 2-г мм. На підставі результатів натурних і 
модельних досліджень автор робить висновок, про підвищення несучої 
здатності й зниженні осад буронабивних паль за рахунок ущільнення ґрунту. 
Сформоване при трамбуванні фунта у вибої свердловини ущільнене ядро 
вступає в роботу безпосередньо з моменту навантаження. Тому для паль із 
ущільненим вибоєм реалізація опору фунта під нижнім кінцем відбувається 
 
 
 
39 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 2.6 -  Зони ущільнення (а) і зони деформацій (б) у основі моделі буронабивної 
палі, що влаштовується з ущільненням ґрунту у вибої свердловини 
Ще один перспективний напрямок підвищення несучої здатності 
бурових паль — ущільнення ґрунту вибою свердловин вібродією. 
Розроблений метод ущільнення основи паль передбачає передачу 
динамічного впливу від вібратора на ґрунт вибою бурової свердловини через 
тіло готової залізобетонної палі [34]. У роботі Е.В. Гринько [35] 
досліджувався процес віброущільнення піщаної основи бурової свердловини, 
визначалися розміри зони ущільнення й щільність ґрунту в ній, а також 
рівнялася несуча здатність основи, ущільненого вібрацією й природньої 
щільності. Експериментальні дослідження процесу взаємодії буроопускних 
паль із ґрунтом проводилися як на моделях, так і в натурних умовах. 
Модельні досвіди проводилися на лабораторній установці, яка являла 
собою металевий лоток діаметром 80 мм, висотою 120 мм, постачений 
рамою, у яку при проведенні статичних випробувань упирався гвинтовий 
домкрат. У якості моделі палі використовувався металевий циліндр (штамп) 
діаметром 115 мм. Для віброущільнення основи використовувався 
електромагнітний вібратор, жорстко з'єднаний з моделлю палі. 
Випробування проводилися в піску середньої крупности при вологості 4-
ь8%. При укладанні ґрунту в лоток улаштовувалися горизонтальні прошарки 
пофарбованого піску із кроком по висоті 5 див. Заглубление штампа в 
40 
 
 
 
 
досвідах становило 2,5+3,М. 
Віброущільнення ґрунту основи проводилася до досягнення 
мінімально необхідною величиною опади штампа, установленої граничної 
швидкості опади й одержання максимально можливої щільності ґрунту в 
певній зоні. Визначення розмірів зон ущільнення по вигину кольорових смуг, 
щільності ґрунту в межах зони ущільнення й поза неї проводилося після 
зрізання піску в діаметральній площині штампа. Було встановлено, що 
підстава ущільнене вібрацією, являло собою зону шириною до 3,56 і 
глибиною до 3,06 штампа щільність ґрунту під підошвою штампа 
відповідала максимальної по методу стандартного ущільнення й 
3
зменшувалося в межах цієї зони на величину порядку 0,03год-0,05 г/см . 
 Для оцінки ефективності віброущільнення основи проводилася 
порівняння несучої здатності основи до й після ущільнення. Результати 
статичних випробувань показали, що віброущільнення в заданому режимі 
підвищує несучу здатність основи в 2 рази. Зроблене після завершення 
статичних випробувань визначення щільності піску в областях відповідних 
до ущільненого ядра, зон зрушень і за їхніми межами дозволило авторові 
зробити наступний вивід. Тому що безпосередньо під підошвою штампа 
ґрунт мав максимальну щільність, при навантаженнях, близьких до 
граничних, роль ущільненого ядра відіграв обсяг ґрунту, обмежений тими ж 
розмірами, що й у основі природньої щільності, але щільність усередині 
цього обсягу залишалася незмінної. У міру збільшення навантажень цей 
обсяг переміщався разом зі штампом, при цьому в прилягаючому 
 
41 
 
 
 
 
 
Рис. 2.7 - Визначення розмірів зони ущільнення по зміні кольорових 
прошарків піск 
Відомий досвід ущільнення ґрунту вибою свердловин глибинними 
віброущільнювачами різного типу [25,36-38]. Один з таких способів 
розроблений у ЦНИИС.  
У роботі А.Ю. Смирнова [39] досліджується поведінка водонасиченої 
піщаної основи нижче вибою глибоких свердловин при глибинному 
об'ємному вібродії. 
Лабораторні експерименти по виявленню зміни порового тиску в ґрунті 
при динамічному тиску віброущільнення проводилися в лотку діаметром 2 м 
і глибиною 1,7 м. Поровое тиск реєструвався за рівнем води в мірних 
трубках розташованих на глибині 0,6 м від верху лотка.  
Були використано три мірні трубки: одна розташовувалася по осі лотка, 
дві інші на відстанях 0,5 м від осі по діаметру лотка. Після штампових 
випробувань неущільненого грунта на вибій моделі свердловини діаметром 
0,4 м відсипали фунтовий прифуз заданої висоти й ущільнювали грунт 
віброущільнювачем, фіксуючи амплітудні значення порового тиску [40,41]. 
Після закінчення циклу віброущільнення штампові випробування 
повторювалися. Аналіз гістофамм амплітудних значень порового тиску 
показав, що пороговий тиск при динамічному впливі віброущільнювача 
зростає в 1,5+2, 0 рази в порівнянні зі статичним впливом. Автор відзначає, 
42 
 
 
 
 
що таке явище узгодиться з виводами Лобасова, Анісімова, Дидуха й 
Трифонова-Яковлева [36,42], які спостерігали розрідження ґрунту в зоні дії 
глибинного вібратора й запропонували математично моделювати ґрунтову 
масу в цій зоні важкою грузлою рідиною. 
У другій серії досвідів у ґрунтовому лотку розміром 3,0x6,0x8,0 м 
порівняльні штампові випробування піщаної основи до й послу ущільнення 
проводилися в підставі модельних свердловин діаметром 0,4; 0,6 і 0,8 м. 
Віброущільнення проводилося по тій же методиці, що й у першій серії 
досвідів. Виброштамп, що представляв собою штангу з декількома рядами 
поперечних ребер, витримували на нижніх щаблях занурення до настання 
режиму виброудара. Настання віброударного режиму визначалося появою 
характерного стукоту віброущільнювача про ґрунт і різким зростанням 
амплітуди його коливань. 
За допомогою лабораторних дослідів удалося встановити, що робота 
віброущільнювача на заданій глибині протягом певного часу викликає 
резонанс коливань розрідженого обсягу, що ущільнюється ґрунту, 
переводячи його з режиму вібрування в режим виброудара. Ступінь 
ущільнення ґрунту, що досягається в режимі виброудара, перевершує режим 
простого віброущільнення. Досліджені режими забезпечили збільшення 
несучої здатності ґрунту в підставі модельних свердловин в 1-2 рази. 
Результати лабораторного моделювання були перевірені А.Ю. 
Смирновим на будівництві мосту ч/р. Чусовую в м. Пермі. При споруджен 
Фундаментів опор проводилося глибинне віброштампування піщаного ґрунту 
в підставі паль-оболонок. Віброущільнення проводилося з використанням 
щебенів у якості пригруза вибою свердловин. Для досвідчених робіт був 
виготовлений просторовий виброштамп за принципом глибинного 
віброущільнювача ВНИИГС.    Робочий орган довжиною 4 м приєднувався 
до штанги довжиною 32м. Використання різних вибровозбудителей дало 
можливість оцінити вплив частоти коливань вібратора на якість 
віброущільнення. Відмова в зануренні віброущільнювача на низькій частоті 
43 
 
 
 
 
спостерігався при зануренні на 1,5-5-2,0 м. При роботі з високочастотним 
вібратором занурення до відмови становило 3,(П-4,0 м. Установлене, що для 
занурення робочого органа в товщу ґрунту, що ущільнюється, найбільш 
придатні високочастотні вибровзбудите- чи. Для якнайшвидшого досягнення 
максимального ступеня ущільнення - низькочастотні. Це свідчить про те, що 
найбільшого ефекту глибинного віброущільнення ґрунтової основи можна 
добитися, використовуючи вибровозбудители зі змінною частотою коливань. 
Штампові випробування ущільненого ґрунту показали, що несучу здатність 
основи бурових паль у результаті глибинного віброущільнення вдалося 
підвищити у два рази.Завдяки поліпшенню, що досягається, фізико-
механічних властивостей ґрунту, ущільнення навколопальового ґрунту в 
процесі пристрою набивних паль крім підвищення несучої здатності 
фундаменту забезпечує й розширення області застосування таких технологій. 
Пристрій ґрунтових (піщаних, щебеневих) набивних паль є одним з 
ефективних способів глибинного ущільнення ґрунтів [43,44].Методи устрою 
ґрунтових паль [45-48] засновані на тому, що в ґрунті пробиванням або 
буравленням улаштовується свердловина із заповненням її ґрунтовим 
матеріалом (піском, щебенями й т.п.) і пошаровим його ущільненням. Для 
спорудження ґрунтових паль можуть бути використані практично будь-які 
технології, застосовувані для пристрою залізобетонних набивних паль із 
ущільненням навколопальового ґрунту [49], у тому числі й розглянуті в 
даному розділі дисертації. Крім цього, глибинне ущільнення може 
проводитися й без утвору свердловин. Наприклад, шляхом примусового 
запрес- совывания розрахункового обсягу щебенів для формування в підставі 
ядер твердості з підвищеним опором стиску [50], або зануренням щебенів у 
ґрунт просторовим виброштампом за рахунок ефекту об'ємного розрідження 
44 
 
 
 
 
ним його віброущільненням[44]. 
 
Рис. 2.9 - Методи улаштув ання щебеневих паль 
а ) з буравленням лидерной свердловини з наступним заповненням її щебенями 
й  віброущільненням 
б ) із пробиванням свердловини з одночасним заповненням її щебенями й 
вібр оущільненням 
 
2.2   Методи розрахунків несучої здатності набивних паль, що 
влаштовуються з ущільненням навколопальового ґрунту 
 Згідно з діючими нормами [51], несуча здатність палі визначається як 
сума сил розрахункових опорів ґрунтів під нижнім кінцем і на бічній 
поверхні палі. Передбачені розрахункові опори під нижніми кінцями 
забивних паль, а також деяких видів набивних паль, що влаштовуються з 
витисненням ґрунту, значно перевищують опору під нижніми кінцями паль 
заміщення. У той же час, підвищення опору за рахунок ущільнення різними 
методами ґрунту під підошвами набивних і бурових паль у нормах не 
враховується. Лише для бурових паль із камуфлетними розширеннями в 
45 
 
 
 
 
підставі передбачене підвищення опору на 30%. 
У деяких рекомендаціях і регіональних нормах [52,53,54 і ін.] 
застосовуються методи розрахунків набивних паль із використанням значень 
розрахункових опорів фунта з урахуванням його ущільнення на 
технологічній стадії. Облік ущільнення навколопальового фунта на стадії 
виготовлення палі проводиться введенням поправочних коефіцієнтів до 
табличних значень розрахункових опорів під нижніми кінцями паль, 
запропонованих у [51], або складанням на підставі результатів випробувань 
паль у різних фунтових умовах аналогічних таблиць. 
У розрахунках, наведеному в рекомендаціях [55], несуча здатність 
фундаменту у витрамбуваному котловані з розширеною підставою з 
утрамбованого твердого матеріалу складається із граничних опорів основи 
по бічній і торцевій поверхнях фундаменту. Несуча здатність по торцю 
визначається як найменше із трьох значень несучої здатності а) твердого 
матеріалу, утрамбованого в дно котловану, б) ущільненого ґрунту в межах 
ущільненої зони, б), що підстилає ущільнену зону ґрунту природньої 
щільності. Розрахунки рекомендується проводити поетапно. На першому 
етапі визначається тільки опір твердого матеріалу в підставі фундаменту.   
При розрахунках на другому етапі передбачається, що тиск на ущільнений 
ґрунт передається через підошву фундаменту по площі, рівній площі 
поперечного переріза щебеневого розширення. При цьому розрахункові 
опори ущільненого ґрунту під утрамбованим твердим матеріалом 
ухвалюються відповідними до опорів для забивних паль у. Третій 
розрахунки проводиться як для умовного фундаменту, що опирається на 
ґрунт природного додавання. Площа підошви умовного фундаменту 
ухвалюється рівної площі поперечного переріза ущільненої зони в місці її 
найбільшого діаметра. Розміри ущільненої зони й можливі характеристики 
ущільненого ґрунту визначаються з емпіричних залежностей. У якості 
розрахункового значення опору фундаменту по фунту ухвалюється 
мінімальне із трьох отриманих значень. 
46 
 
 
 
 
Необхідність виконання розрахунків несучої здатності по декільком 
різним схемам свідчить про існуючі невизначеності в роботі фундаменту 
разом з підставою. Відзначаючи цей факт, Р.Р. Авазов у роботі 
[29] приводить наступні пропозиції з розрахунку несучої здатності 
фундаменту у витрамбуваному котловані з розширеною підставою. Несучу 
здатність фундаменту по підошві пропонується визначати з використанням 
розв'язку осесимметричной завдання граничної рівноваги середовища під 
циліндричним штампом [56] по формулі: 
2
Фн 7СГ (АКУ1Г + ВкЦ Скс[порівн) (1) 
де Ак, Вк, Ск - коефіцієнти, що залежать від середньозваженого значення кута 
внутрішнього тертя; 
Уг — розрахункове значення об'ємної ваги ґрунту вище підошви 
штампа в природньому стані; 
q = - пригрузка на рівні підошви умовного штампа; 
З[порівн — середньозважене значення зчеплення фунта. 
Фундамент у витрамбуваному котловані в цьому випадку 
представляється як циліндричний штамп із ущільненим ядром, що 
сформувалося, роль якого виконує розширена підстава з утрамбованого 
твердого матеріалу. Неоднорідна фунтова підстава умовного фундаменту, 
що полягає з ущільненої зони й навколишнього її фунта природнього 
додавання, що й має різні характеристики, заміняється «осредненным» 
фунтовою підставою. Середньозважені характеристики ф!ср і з, що входять у 
формулу (1), визначаються в межах обсягу фунта, офаниченного поверхнями 
ковзання. Площа підошви штампа ухвалюється рівної площі поперечного 
переріза розширення. Розміри розширення, ущільненої зони й 
47 
 
 
 
 
 
 
Рис. 2.10 - Розрахункова схема для визначення місця розташування 
умовного штампа [29] 
 
Рис. 2.11 - Схема для визначення несучої здатності ґрунтів основи під 
умовним штампом [29] 
1 - ущільнена зона; 2 - ґрунт природньої структури; 3 - лінія ковзання 
48 
 
 
 
 
характеристики ґрунту визначаються відповідно до норм  [55]. 
Розрахункова схема для визначення несучої здатності буронабивних 
паль із ущільненням ґрунту у вибої свердловини, наведена в [30], також 
заснована на розв'язку завдання граничної рівноваги. Дана схема раніше була 
розроблена A.A. Григорян для розрахунків забивних паль [57]. Несуча 
здатність палі складається з опорів на окремих ділянках поверхні граничної 
рівноваги  
Зрушення уздовж бічної поверхні відбувається по контакту стовбура 
 
Рис. 2.12 - Розрахункова схема для визначення несучої 
здатності буронабивних паль із ущільненням ґрунту у вибої 
свердловини [30] 
палі із ґрунтом. У нижній частині палі форма й розміри граничної поверхні 
визначаються наявністю щебеневого розширення й зони ущільненого 
ґрунту. У розрахунках ухвалюються характеристики ґрунтів у 
природньому стані.           Таким чином, у даній схемі ущільнення основи 
49 
 
 
 
 
під підошвою палі враховане умовною зміною розмірів палі пропорційно 
зоні ущільнення ґрунту в нижній частині. 
У цей час усе більш широке поширення одержують методи розрахунків 
ПДВ основ, що враховують нелінійний характер зв'язки між напругами й 
деформаціями в ґрунтах. Розвиток обчислювальної техніки дав можливість 
вирішувати завдання нелінійної механіки фунтів за допомогою чисельних 
методів, у тому числі найпоширенішого методу кінцевих елементів (МКЭ) 
[58,59]. Нелінійні моделі використовуються для розв'язку 
найрізноманітніших завдань фундаментобудування, у тому числі й для 
розрахунків фундаментів і підстав, що споруджуються з ущільненням фунта. 
Так, наприклад, роботи [60,61] присвячені методам розрахунків фундаментів 
у витрамбуваних котлованах, у роботі [62] приводяться результати 
математичного моделювання ПДВ пальових фундаментів у пробитих 
свердловинах з утрамбованим у підставу щебенями й без нього, у роботі [63] 
розглядається оцінка ПДВ «штучного» основи, посиленої піщаними палями з 
розширенням на кінці з утрамбованого щебенів. Як правило, нелінійні 
методи розрахунків базуються на розв'язку змішаної упругопластической 
завдання з використанням законів пластичного плину або деформаційної 
теорії пластичності. При розв'язку використовуються методи послідовного 
додатка навантаження з ітераційним перерахунком на кожному щаблі. 
             Переваги застосування нелінійних моделей для опису напружено-
деформованого стану ґрунтових підстав фундаментів, і особливо підстав, що 
включають локальні зони з різними физикомеханическими 
характеристиками, очевидні. У той же час, існують труднощі для 
практичного застосування таких методів. У першу чергу це пов'язане з 
необхідністю розташовувати для розрахунків фізико-механічними 
характеристиками елементів ґрунтової основи, багато з яких не визначаються 
в ході проведення стандартних інженерно-геологічних вишукувань. Їхнє 
визначення по спеціально розроблених методиках вимагає додаткових витрат 
іноді істотних, що не завжди виправдане при проектуванні конкретних 
50 
 
 
 
 
споруджень Численними дослідженнями встановлене, що при певному 
динамічному впливі на ґрунт відбувається підвищення його несучої здатності 
при одночасному зниженні деформативности ґрунтової основи. 
Аналіз експериментальних і теоретичних досліджень роботи 
фундаментів на динамічно ущільненому підставі дозволив виділити два 
основні технологічні напрямки впливу на ґрунтову підставу. 
Інший напрямок пов'язане з використанням глибинних 
віброущільнювачів. Вплив на ґрунт вибою свердловин просторовими 
віброущільненнями дозволяє здійснювати підвищення несучої здатності 
набивних паль у водонасыщенных структурно нестійких ґрунтах. 
Експериментально встановлене, що віброущільнення незв'язного ґрунту 
відбувається за рахунок зниження внутрішнього тертя в ґрунті від дії вібрації 
й внаслідок цього більш щільній переупаковці часток ґрунту під дією сили 
ваги й спрямованого динамічного зусилля робочого органа. При цьому в 
процесі об'ємного вибровоздействия робочого органа на ґрунтову підставу в 
роботу з ущільнення включається весь обсяг приєднаного до робочого органа 
ґрунту, що забезпечує більш рівномірний розподіл його щільності за обсягом 
масиву, що ущільнюєтьс 
51 
 
 
Однак, недолік відомостей про процеси, що відбуваються в ґрунті при 
об'ємному глибинному віброущільненні підстав глибоких свердловин, у тому 
числі із утрамбуванням твердого матеріалу, а також відсутність 
обґрунтованої методики обліку одержуваного ефекту при проведенні 
розрахунків обмежує застосування такої технології. 
Незважаючи на широкий розвиток методів розрахунків фундаментів в 
ущільненому ґрунті, заснованих на нелінійних моделях механіки ґрунтів, 
відносно прості інженерні методи визначення несучої здатності таких 
фундаментів не втрачають своєї актуальності. Необхідність одержання 
оперативної оцінки несучої здатності основи на базі основних 
физикомеханических характеристик ґрунтів, отриманих при стандартних 
випробуваннях, або результатів польових випробувань ґрунтів може 
виникнути як на перших стадіях проектуванні спорудження, так і в ході 
провадження робіт. 
Таким чином, справжня робота присвячена дослідженню процесів, що 
відбуваються в ґрунті при об'ємному глибинному виброущільненні твердого 
матеріалу в ґрунт нижче вибою глибокої свердловини, впливу технологічних 
параметрів процесу на несучу здатність посиленого основи, і розробку на 
основі отриманих знань інженерного методу розрахунків таких фундаментних 
конструкцій. 
При виконанні роботи для розв'язку поставлених завдань передбачені 
наступні методи досліджень: 
-  натурні дослідження технології виброутрамбовки твердого матеріалу в ґрунт 
вибою свердловин і несучої здатності посилених підстав при спорудженні 
буронабивних паль мостових фундаментів; 
-  лабораторне моделювання процесу утрамбовки твердого матеріалу підстава 
свердловини за допомогою глибинного об'ємного вибровоздействия й 
вивчення роботи ущільненого основи під дією статичного навантаження, що 
 
 
вдавлює, на фізичній моделі в масштабі 1:4; 
-  використання результатів проведених експериментальних досліджень при 
теоретичному обґрунтуванні параметрів розрахункової моделі для визначення 
несучої здатності буронабивних паль, сооружав- мых за досліджуваною 
технологією. 
Для забезпечення вимог по деформативности ґрунту нижче підошви 
насипи був обраний варіант армування ґрунтового масиву шляхом пристрою 
поля щебеневих буронабивних паль, що виготовляються за технологією 
об'ємного віброштампування. Було запроектовано пальове поле із щебеневих 
виброштампованных паль із наступними параметрами: на довжині 180 м 
розташовувалося 7 поздовжніх рядів щебеневих паль із кроком 3,5 м і 
відстанню між рядами 2-КЗ,5 м. Усього пальове поле включало 406 паль 
діаметром 1,1 м і довжиною 8,5 м. Будівництво здійснювалося Мостозагоном 
№ 18 по проекту ВАТ «Трансмост». 
Основними завданнями досвідчених робіт в умовах будівництва були 
вивчення й розробка раціональних параметрів технологічних процесів і 
режимів роботи виброоборудования при спорудженні буронабивних паль із 
об'ємним віброутрамбуванням твердого матеріалу в ґрунт вибою свердловин, 
контроль несучої здатності модифікованої фунтової основи й готових 
буронабивних паль. 
 
 
 
 
53 
 
 
2.3 Дослідження технології віброущільнення й несучої здатності основи 
буронабивних паль 
Як показали дослідження [39] для пофужения робочих органів у грунт, 
ущільнення грунта й бетонної суміші у свердловинах у широкому діапазоні 
глибин найбільше ефективно виброоборудование, оснащене гідравлічним 
приводом, який щонайкраще забезпечує регулювання в заданих межах 
параметрів системи по частоті й амплітуді [64]. Таке встаткування було 
створено в Цниисе [10] і використовувалося при спорудженні залізобетонних 
і щебеневих буронабивних паль із об'ємним віброштампуванням щебенів і 
бетонної суміші в свердловинах, розглянутих у даній роботі. Основними 
перевагами даного встаткування є його сумісність із основними типами 
бурових машин і методів бетонування свердловин (методи вертикально 
переміщуваної труби (ВПТ), безупинно переміщуваного шнека (НПШ) і ін.), 
низька споживана потужність, компактність і мобільність, а також 
універсальність. Залежно від поставлених завдань устаткування дозволяє 
робити віброштампування бетонної суміші, що укладається у свердловину, 
або твердого матеріалу, утрамбування твердого матеріалу у фунт вибою 
свердловин або обоє виду робіт у комплексі. 
Комплект спеціального технологічного устаткування містить у собі: 
•  гідравлічний вібратор дебалансного типу з регульованими параметрами по 
частоті, амплітуді, що й обурює силі з уніфікованим гідравлічним пристроєм 
для кріплення до його нижньої частини віброущільнення; 
•  насосну станцію з пультом дистанційного керування; 
•  систему гнучких гідравлічних і електричних комунікацій; 
•  набір секцій вібростійких бетонолітних труб з інвентарними 
вибропередающими бандажними затискачами й ущільнювальними 
елементами; 
•  комплект віброущільнювачів для утрамбовки щебенів і віброштампування 
54 
 
 
бетонної суміші в свердловинах. 
 
Рис. 2.13 - Комплект технологічного обладнання 
 
Гідравлічний вібратор забезпечує порушення коливань із плавно 
регульованою частотою від 400 до 2500 про/хв. ( 7-40 Гц) і східчасто 
змінюваний момент дебалансов у діапазоні від 3 до 20 кгм. Насосна станція 
оснащена основним і допоміжним насосами. Основний насос має регулятор 
продуктивності й розбудовує тиск до 32 Мпа. Станція постачена масляним 
баком, блоком промислової гідроапаратури й засобами кондиціювання 
робочої рідини. Установлена потужність устаткування — 40 кВт. 
Дослідні роботи з підвищення несучої здатності буронабивних паль із 
використанням нового обладнання проводилися при спорудженні 
фундаментів на Віброущільнення ґрунту вибою свердловин з додаванням 
твердого матеріалу проводилося в наступній послідовності (мал. 2.3), На 
вибій пробуреної під захистом обсадної труби свердловини подавалася 
порція щебенів обсягом 0, 75-І,0 м, висота засипання в свердловині 
становила при цьому ~1,7-5-2,3 м (або 2,3-5-3,16, де бскв - діаметр 
свердловини). Ґрунтуючись на існуючому досвіді [28] використовувався 
55 
 
 
щебені твердих порід фракції 20-540 мм. Крім того, вибір даної фракції 
щебенів був зроблений з урахуванням особливостей конструкції 
віброущільнювача. У свердловині монтувався виброштамп що полягає із 
секцій вібростійких бетонолітних труб із просторовим віброущільнювачем 
(робочим органом (РО)) на кінці й укріпленим у верхній частині вібратором, 
увесь снаряд 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
  пр
 
 о» 
Рис. 2.14 -. Технологічна схема ущільнення основи бурової свердловини 
 
I - засипання в пробурену свердловину щебенів; II - підйом обсадної труби; 
III - утрамбування щебенів у ґрунт вибою свердловини; IV - занурення 
обсадної труби до проектної оцінки; V - установка арматурного каркаса й 
бетонування свердловини 
1 - обсадна труба; 2 - щебені; 3 - вібратор; 4 - виброштамп; 5 - арматурний 
каркас; 6 - насосна станція; 
7 - гнучкі трубопроводививішувався на стрілі крана. Після цього обсадна 
труба виймалася із ґрунту на 0,8 м. Вібратор включався в режимі високої 
частоти, РО поринав у відсипаний щебені й ґрунт вибою до відмови, потім 
виймався також у режимі високої частоти. Вібратор перемикався в режим 
56 
 
 
низької частоти й РО поринав до відмови й на цьому рівні витримувався 
протягом 3 хв. Добування РО проводилося заставами по 30год-40 див у 
режиму високої частоти. Цикл, що полягає із занурення й добування РО при 
змінних частотних режимах, повторювався 5год- 6 раз до досягнення 
відмови. Після закінчення утрамбовки щебенів у ґрунт вибою свердловини 
обсадна труба осаджувалася на колишню глибину. Перед установкою 
арматурного каркаса вибій зачищався до ножа обсадної труби. 
 
Рис. 2.15 -  Установка 
віброущільнення у свердловину 
У ході дослідних робіт були проведені статичні випробування 
ґрунтової основи буронабивних паль. Випробування проводилися статичною 
осьовою вертикальною, що вдавлює навантаженням відповідно до 
нормативних вимог [65,66,51]. 
За граничний опір ґрунту основи ухвалювалася величина тиску штампа 
на підставу на один щабель менше тиску, при якому збільшення опади за 
один щабель перевищувало в 5 раз і більш збільшення опади, отримане за 
57 
 
 
попередній щабель нагружения. Якщо при максимальному тиску збільшення 
опади штампа за один щабель не перевищувало в 5 раз і більш збільшення 
опади, отримане за попередній щабель нагружения ( при загальному осіданні 
більш 40 мм), за граничний опір основи ухвалювався тиск, досягнуте при 
осаді л = 40мм. 
При спорудженні першої палі були проведені комплексні 
випробування, що включали випробування ґрунту природнього додавання на 
вибої свердловини, випробування основи з утрамбованим щебенями й 
статичні випробування готової палі. Підошва палі розташовувалася в 
дрібному піску середньої щільності. 
У результаті випробувань ґрунту природнього додавання граничне 
навантаження на підставу склала 0,9 МПа при осаді 22 мм. Після утрамбовки 
щебенів у ґрунт вибою свердловини й выстойки протягом доби 
випробування були повторені. У ході випробувань критичне навантаження 
досягнуте не була, при осаді штампа 40 мм навантаження на підставу з 
утрамбованим щебньому склала 3,5 Мпа (мал. 2.5.а), тобто опір основи 
збільшився майже в 4 рази. Потім свердловина була забетонована, при цьому 
бетонна суміш укладалася з об'ємним віброштампуванням. Певна 
розрахунками несуча здатність буронабивной палі згідно [51,15] з 
урахуванням результатів випробувань ущільненого основи склала 1700 кн. 
За результатами випробувань готової палі довжиною 8 м і діаметром 0,75 м 
статичним навантаженням несуча здатність палі склала 1650 кн, причому 
випробування були припинені через втрату стійкості анкерної системи. 
Осаду при досягнутому навантаженні склала 7 мм (мал. 2.5.6). Надалі несуча 
здатність буронабивних паль контролювалася за результатами зіставних 
випробувань ґрунтової основи в природньому стані й після утрамбовки 
щебенів у ґрунт вибою свердловин. 
При улаштуванні несучої стіни тунелю розв'язки № 3 бурові палі 
58 
 
 
діаметром 0,75 м споруджувалися через одну з відстанню між осями 1,7 м, 
після набору міцності бетону двох готових паль приступали до буравлення 
середньої свердловини. 
За результатами випробувань суглинку тугопластичной консистенції 
(1ь=0,4) у підставі бурової свердловини опір ґрунту природнього додавання 
склав 0,9 Мпа при осаді 24 мм, після утрамбовки щебенів навантаження на 
підставу при осаді 40 мм склала 3,2 Мпа, у цьому випадку збільшення опору 
основи склав 3, 6 рази (табл. 2.1). 
 Для оцінки впливу віброущільнення щебенів на прочностные 
властивості навколишнього ґрунту минулого проведені випробування 
тугопластичног 
 
Рис 2.16 - Графіки залежності "осаду - навантаження", побудовані за 
результатами випробувань основи досвідченої палі 
суглинку в одній зі свердловин між палями з утрамбованим у підставу 
щебенями в рівні їх підошов. Граничне навантаження на підставу при осаді 
36 мм склала 1,5 Мпа, що в 1, 7 рази перевищує опір ґрунту природного 
додавання. 
При будівництві фундаментів естакади в Калитниках основна увага 
була приділена дослідженню раціональних параметрів технологічних 
59 
 
 
процесів при виброущільненні щебенів у ґрунт вибою глибоких (більш 25 м) 
бурових свердловин у піщаному й глинистому ґрунті. 
Ключовими технічними параметрами були співвідношення обсягу 
першої й наступних порцій, що відсипається на вибій свердловини щебенів і 
величини підйому обсадної труби над вибоєм. Основними критеріями оцінки 
ефективності процесу служили такі параметри, як сумарний обсяг 
утрамбованого щебенів і час, витрачене на вібротрамбування. Прямими 
вимірами контролювався рівень стовпа щебенів в обсадній трубі на кожному 
із циклів технологічного процесу. Цей параметр особливо важливий при 
роботі в піщаних водонасыщенных ґрунтах, тому що стовп щебенів крім 
іншого забезпечує схоронність стінок свердловини в зоні підйому обсадної 
труби. 
 При розташуванні підошви палі в глині в першому досвіді на вибій 
3
пробуреної свердловини відсипали 1,5 м  щебенів, що при діаметрі 
свердловини 1,2 м становило 1,3 м по висоті (або ~1,1<1ВКВ). У свердловину 
до упору в щебені опускався виброштамп. Нанесені на штангу 
віброущільнення мітки дозволяли контролювати рівень щебенів у 
свердловині після засипання чергової порції, а також глибину занурення РО 
в ґрунт. Потім обсадна труба извлекалась із ґрунту на 0,2 м, що становило -
0,15 Ьзас (Ь - висота засипання щебенів), і починалося вибропогружение РО. 
РО поринав у ґрунт нижче вибою на глибину 1,5 м і виймався. Операція 
повторювалася 3 рази, потім проводилося досипання порції щебенів обсягом 
0,5 м і виброутрамбування було продовжено. У процесі віброущільнення 
рівень щебенів у свердловині перевищував оцінку ножа обсадної труби на 
20-5-40 див. Проводилося досипання чергової порції щебенів обсягом 0,5 м і 
його циклічне утрамбування до досягнення ефекту відмови в рівні вибою 
свердловини. Стан, при якому наступала відмова, визначалося по зниженню 
швидкості занурення РО до 5 мм/хв по досягненню встановленої оцінки. 
60 
 
 
Після закінчення віброущільнення обсадна труба осаджувалася в колишнє 
положення й свердловина зачищалася до проектної оцінки. Після зачищення 
3
свердловини обсяг утрамбованого в ґрунт вибою щебенів склав 2 м . 
3
У другому досвіді на вибій відсипали 2,4 м  щебенів, що становило 2,1 
м по висоті (або -1,8). Обсадна труба извлекалась із ґрунту на 0,3 м, що 
становило -0,15 йис, і починалося вибропогружение РО. Після занурення РО 
на 1,0 м у відсипаний щебені швидкість занурення різко знижувалася 
практично до повної зупинки. Таке явище пояснюється тим, що під впливом 
похилих ребер РО при зануренні щебені витісняється вниз і в сторони. При 
недостатній висоті ділянки свердловини, вільного від обсадної труби (Ь), у 
співвідношенні з висотою стовпа щебенів (Н), ущільнення щебенів 
відбувається усередині обсадної труби, що приводить до заклинювання РО 
(мал.2.6). Після того, як обсадна труба була витягнута із ґрунту ще на 0,4м, 
РО вільно пройшов через відсипаний щебені й був занурений у ґрунт нижче 
вибою на 1,5 м. Вібротрамбування першої порції щебенів проводилося до 
зниження рівня щебенів в обсадній трубі до оцінки на 20-5-40 див вище ножа 
3
обсадної труби. Після досипання порції щебенів обсягом 1,0 м  
вібротрамбування проводилося по тій же схемі, що й у першому досвіді. 
Після досягнення відмови, занурення обсадної труби в колишнє положення й 
зачищення свердловини обсяг утрамбованого в ґрунт вибою щебенів склав 
3
2,5м . 
 
 
 
 
61 
 
 
2.4  Дослідження буронабивних віброштампованих щебеневих паль 
 
При зміцненні основи насипи підходу до Андріївського мосту була 
відпрацьована технологія спорудження щебеневих паль у свердловинах з 
об'ємним глибинним вібротрамбуванням твердого матеріалу [67]. 
Технологія спорудження щебеневих паль полягала в наступному.  У 
пробурену під захистом обсадної труби свердловину довжиною 8,5м і 
3
діаметром 1,0 м відсипали порцію щебенів фракції 20 мм обсягом г-2,4 м  з 
розрахунку заповнення свердловини на висоту 2,5--3,0з1скв. На відсипаний 
щебень опускали захисну трубу довжиною 8,0 м, по діаметру, що незначно 
відрізнявся від діаметра свердловини, потім повністю витягали обсадну 
трубу, а захисну трубу закріплювали в спеціальному кондукторі. 
 
Рис 2.17  - Схема улаштування щебенової сваї в свердлвині 
I - засипання в пробурену свердловину порції щебенів; П - установка 
захисної труби й добування обсадних труб; Ш - вібротрамбовання щебенів; 1 
В-В - засипання й вібротрамбування чергової порції щебенів; VI-VII - 
засипання й вібротрамбування верхньої порції щебенів1 - обсадна труба; 2 - 
щебені; 3 - вібратор; 4 - виброштамп; 5 - кубло для засипання щебенів; б - 
насосна станція; 7 - гнучкі трубопроводи; 8 - верхня порція щебенів; 9 - 
62 
 
 
інвентарне трамбування; 10 - ущільнений щебені; 11 - захисна труба; 12 - 
кондуктор Н1 - висота порції щебенів у свердловині; Н2 - осаду чергової 
порції щебенів після віброущільнення; Н3 - висота верхньої порції щебенів 
Такий розв'язок дав можливість не використовувати буровий верстат і 
комплект обсадних труб при формуванні тіла щебеневої палі, а відразу 
приступати до буравлення наступної свердловини, тим самим різко 
підвищивши продуктивність. 
Після утрамбовки в ґрунт першої порції в порожнину захисної труби 
відсипали наступну порцію щебенів, трубу витягали краном на висоту 
чергової порції щебенів у свердловині. При віброущільненні кожної порції 
проводилися ті ж операції, описані вище, що й при зміцненні ґрунту нижче 
вибою буронабивних залізобетонних паль. Регульовані параметри вібрації 
використовувалися для забезпечення можливості роботи агрегату в режимах 
«занурення» і «трамбування». Робота в режимі «занурення» забезпечувала 
«доставку» щебенів на потрібну оцінку усередині ґрунтової основи, режим 
«трамбування» використовувався для досягнення максимально можливої 
щільності додавання щебенів у тілі палі й навколишнього ґрунту. Заключна 
порція щебенів засипалася з таким розрахунками, щоб заповнити, що 
залишився простір усередині свердловини й утворювати на поверхні над 
свердловиною конус із щебенів висотою ~0,5 м. Після засипання заключної 
порції щебенів, захисну трубу витягали повністю. Верхню частину 
3
щебеневої палі обсягом ~0,4 м  ущільнювали за допомогою інвентарного 
трамбування з комплекту віброобладнания  
63 
 
 
 
Рис. 2.18 - Ущільнення верхньої частини щебеневої палі 
інвентарного трамбування з комплекту 
виброоборудования 
 
Особливістю застосованої технології було виключення операцій по 
підйому обсадної труби для звільнення стінок свердловини й пов'язаного із 
цим контролю рівня щебенів у свердловині. Захисна труба вільно опиралася 
на відсипаний у свердловину щебені. При ущільненні щебенів у ґрунт і його 
ущільненні, що супроводжувався зниженням рівня щебенів у свердловині, 
захисна труба опускалася разом із щебенями, тим самим, охороняючи стінки 
свердловини від обвалення. Крім того, це дало можливість більш точно 
оцінити обсяг утрамбованого матеріалу на різних ділянках щебеневої палі 
залежно від нашарування ґрунтів. 
На рис. 27 показано як приклад наведений поетапна схема формування 
буронабивной щебеневої палі із прив'язкою до инженерногеологическому 
розрізу в місці спорудження палі. 
 
 
64 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Рис. 2.19 -  Поетапна схема формування щебеневої палі 1 - свердловина; 2 - 
захисна труба (1)- номер засипаної в свердловину порції щебенів; ш-ш- те ж 
після віброущільнення 
 
Потужність шару мягкопластичного суглинку в нижній частині палі в 
межах будівельного майданчика змінювалася від 3 до 5 м, нижні кінці паль 
занурюючись у дрібний пісок на 0,4т-1,0 м. На схемі показані обсяг кожної 
засипаної порції, висота стовпа щебенів у свердловині до й після 
віброущільнення. Найбільше осідання відсипаних порцій щебенів 
спостерігалося в нижній частині свердловини. Більша частина першої порції 
щебенів була втрамбована в ґрунт нижче вибою й у стінки в нижній частині 
свердловини. Осаду наступних порцій відбувалася за рахунок доуплотнения 
верхньої частини попередньої порції щебенів, ущільнення ґрунту, що оточує 
свердловину, а також більш щільного укладання щебеневих часток у тілі 
палі. 
3
Витрата щебенів на свердловину становив 9,0-5-11,0 м  при обсязі 
3
порожнини лидерной свердловини, рівному 6,7 м . Максимальна кількість 
щебенів і час віброущільнення до досягнення відмови було потрібно при 
більшій потужності прорізуваного палею шару мягкопластичного суглинку й 
більшій величині заглубления палі в структурно нестійкий дрібний 
65 
 
 
водонасыщенный піщаний ґрунт. Одержувані щебеневі палі мали змінне по 
висоті поперечний переріз. Виходячи з обсягу втрамбованого щебенів, 
наведене значення диметра палі було прийнято рівним 1,1м. 
Після пристрою першого й другого поздовжніх рядів щебеневих паль 
був виритий технологічний котлован глибиною близько 2 м, що дало 
можливість спостерігати одержувані щебеневі палі в поздовжньому розрізі  
 
Рис. 2.20 - а - поздовжній ряд щебеневих паль, розкритих при розробці 
котловану; б - верхня частина щебеневої палі в розрізі 
66 
 
 
 
Відкопана частина паль розташована в піску середньої щільності. 
Діаметр щебеневих паль у цій частині становив у середньому 1,05 м. На 
світлинах видне, що щебені на границі з фунтом зберіг вертикальну стінку 
після руйнування палі при розробці котловану. Це відбулося за рахунок 
високої щільності додавання щебенів у тілі палі і його проникнення в 
навколишній свердловину ущільнений піщаний ґрунт. У середньому глибина 
проникнення щебенів у пісок стінки свердловини становила приблизно 30-=-
40мм. У фунті навколо розкритих паль зустрінуті невеликі зони місцевого 
розпушення піску, у межах яких утрамбований щебені утворював невеликі 
розширення розміром углиб до 0,2 м від фаницы свердловини. 
Для контролю фактичної несучої здатності, що споруджуються 
щебеневих паль і укріпленого ними масиву фунтової основи були проведені 
статичні випробування щебеневих паль і навколопальового фунта штампом. 
Нафузка на штамп прикладалася за допомогою гідравлічного домкрата, 
підключеного до насосної станції з комплекту виброоборудования. 
Випробування проводилися в характерних місцях передачі зусиль від 
конструкції насипу на фунтову підставу - у верхній частині (голові) 
щебеневої палі, ущільненому фунті на рівній відстані від 4 суміжних 
щебеневих паль, а також було проведене випробування неущільненого фунта 
за межами пальового поля. 
2.5  Результати натурних досліджень 
Проведені в натурних умовах дослідження методу пристрою 
буронабивних паль із віброутрамбуванням твердого матеріалу в ґрунт вибою 
свердловин, дозволили визначити оптимальну послідовність технологічних 
операцій для забезпечення проектної несучої здатності з мінімальним 
впливом на загальну тривалість циклу спорудження бурової палі. 
Підтверджені найбільш ефективні режими роботи виброоборудования. 
67 
 
 
У слабких ґрунтах вибір раціональних режимів дозволяє скорочувати час 
виконання технологічних операцій для досягнення проектної несучої 
здатності основи, знижуючи при цьому навантаження на вузли й механізми 
встаткування. При виброущільненні щебенів у більш міцні глинисті ґрунти з 
невисокою пористістю й вологістю, або в більш щільні маловлажные піщані 
ґрунти виникає необхідність збільшення енергії й велике значення набуває 
можливість плавного оперативного регулювання режимів вибровоздействия. 
При рівних енергетичних параметрах виброутрамбовки можливі 
відхилення характеристик несучого шару ґрунту нівелюється за рахунок 
обсягу втрамбованого щебенів. Завдяки цьому з більш високою надійністю 
забезпечується проектна несуча здатність буронабивних паль у конструкції, 
що особливо важливо при пристрої фундаментів з малою кількістю паль, 
таких як одиночні палі під колону, фундаменти безростверковых опор мостів 
і ін. 
Комплексні випробування показали, що виброутрамбування твердого 
матеріалу в ґрунт вибою свердловин за допомогою глибинного просторового 
віброущільнення, дало можливість підвищити несучу здатність 
буронабивних паль по торцю в різних ґрунтових умовах в 2год-6 раз. 
Натурні дослідження підтвердили ефективність технології й 
необхідність проведення досліджень у лабораторних умовах процесів, що 
відбуваються в ґрунті при виброущільненні твердого матеріалу нижче вибою 
свердловин, і особливостей роботи ґрунтової основи при нагружении 
буронабивних паль із метою розробки методу розрахунків їх несучої 
здатності. 
Відпрацьована високопродуктивна технологія пристрою щебеневих 
виброштампованных буронабивних паль в обводнених ґрунтах. Застосування 
технології дозволило споруджувати одним комплектом устаткування до 10 
паль діаметром 1,1 м і довжиною 8,5 м у добу при двозмінному графіку 
68 
 
 
роботи. При цьому несуча здатність ґрунтового масиву, армованого 
щебеневими палями, збільшується мінімум у два рази. 
      Натурні дослідження бурових паль, що споруджуються із утрамбуванням 
твердого матеріалу в підставу свердловин за допомогою просторового 
віброущільнення, проведені на об'єктах транспортного будівництва, показали 
ефективність застосування такої технології. У той же час ці спостереження 
виявили низку питань, розв'язок яких можливо тільки шляхом проведення 
лабораторних експериментів на моделях. 
Основними завданнями, які було потрібно розв'язати за допомогою 
експериментів на моделях були: установлення характеру розподілу в ґрунті 
нижче вибою бурової свердловини твердого матеріалу під впливом 
просторового віброущільнення, формування зони ущільненого ґрунту 
залежно від фізико-механічних характеристик ґрунтової основи й 
послідовності технологічних операцій, а також оцінка впливу цих параметрів 
характер деформування посиленого основи. 
Дослідження ПДВ підстав у лабораторних умовах проводяться, як 
правило, на установках для відцентрового моделювання або в лотках. 
Фіксація процесів, що відбуваються в ґрунті, може здійснюватися За 
допомогою фото- і кінозйомки через прозору стінку [68,69], з використанням 
парафінованих екранів [70], рентгенографічним методом [71] і т.п. 
Виходячи з поставлених завдань, для експериментального дослідження 
був обраний класичний метод вивчення деформації ґрунтових підстав у 
лотках із прозорою стінкою й фотофіксацією процесів, запропонований В.І. 
Курдюмовым в 1891 г. 
Для проведення досвідів були розроблені й виготовлені лабораторна 
установка й комплект виброоборудования, що моделюють технологічний 
процес у масштабі 1:4 [72]. Схема й загальний вид моделі наведені на мал. 
3.1  і 3.2. 
69 
 
 
Лабораторна установка являє собою металевий лоток розмірами в плані 
0,80x0,80 м і висотою 1,8 м. Лоток має знімну прозору стінку з оргскла 
розміром 0,75x1,50 м, що дозволяє фіксувати фото, що відбуваються в ґрунті 
процеси за допомогою, - і відеоапаратури. З метою зменшення впливу 
гнучкості оргскла на напружено- деформований стан ґрунту в лотку, прозора 
стінка підсилюється із зовнішньої сторони поперечними металевими 
ребрами. 
Для моделювання побутового тиску ґрунту у верхній частині лоток 
обладнаний гумовою камерою, у яку накачують повітря, металевим 
аркушем, що рівномірно розподіляють тиск від стислого в камері повітря на 
ґрунт і спеціальною анкерною кришкою для сприйняття реактивного тиску. 
У кришки з боку прозорої стінки є напівкруглий виріз для установки моделі 
обсадної труби діаметром 0,2 м і довжиною 1,1 м 
  Для роботи перед прозорою стінкою обсадна труба розрізалася 
 
 
 
Рис. 2.21  - Схема установки для лабораторного моделювання 
70 
 
 
 
Рис. 2.22 -  Загальний вид лабораторної 
установки 
 
У якості штампа використовувалася обсадна труба, до нижнього торця 
якої приварювався металевий аркуш. Підошва штампа виконувалася 
шорсткуватої для створення тертя про ґрунт, на верхній торець кріпився 
посилений майданчик для установки домкрата. На вертикальну площину 
штампа наклеювали смугу тканини для щільного прилягання до прозорої 
стінки. На скло наносилося змащення для зниження тертя штампа й ґрунту про 
стінку. Для проведення випробувань статичним навантаженням до лотка 
кріпилася силова рама з анкерною горизонтальною балкою, що служить упором 
для пристрою, що навантажує, - гідравлічного домкрата 
 
 
 
  
71 
 
 
 
Комплект спеціального технологічного устаткування, розроблений для 
лабораторного експерименту за аналогією з виробничим комплектом, містить у 
собі: 
 гідравлічний вібратор з уніфікованим пристроєм для кріплення до його 
нижньої частини віброущільнення; 
• просторовий виброштамп у масштабі 1:4 для утрамбовки щебенів у ґрунт 
основи моделі свердловини. Виброштамп зовнішнім діаметром 125 мм, 
висотою 430 мм являє собою штангу діаметром 30 мм, до якої в певному 
порядку приварені поздовжні ребра, що штампують. Виброштамп, як і 
модель свердловини, був виготовлений розрізаним навпіл по вертикальній 
осі, тобто ребра приварювалися до штанги в секторі 180°. Виброштамп 
кріпився за допомогою приварених косинок до штанги зі швелера, 
з'єднаної за допомогою універсального вибропередающего бандажа до 
вібратора. Загальна довжина рабочего органа становила 1,8 м. 
Принципи моделювання й критерії подоби. 
Метою проведення більшості експериментів є побудова математичної 
моделі досліджуваного процесу. Для цього використовується апарат 
математичної теорії планування [73,74]. 
Побудова математичної моделі має на увазі одержання рівняння (функції 
відгуку), що зв'язує параметр оптимізації з факторами впливу, і знаходження з 
його допомогою оптимальних умов протікання процесу 
 
 
 
 
 
 
 
 
72 
 
 
Фундаментні конструкції, що виготовляються з об'ємним віброутрамбуванням 
твердого матеріалу в підставу рекомендується застосовувати в наступних 
випадках: 
-  будівництво фундаментів будинків і споруджень на слабких ґрунтах; 
-  недостатня несуча здатність буронабивних паль по ґрунту; 
-  будівництво об'єктів у стиснутих умовах. 
А також у всіх випадках при необхідності скорочення довжини, діаметра 
буронабивних паль або їх кількості. 
Технологія може бути застосована при пристрої бурових паль у складі 
пальових ростверків, що окремо коштують, буросекущих і бурокасательных 
паль діаметром від 0,6 до 3,0 м і довжиною до 50 м. 
Віброутрамбування твердого матеріалу при необхідності може 
проводитися практично в будь-яких ґрунтових умовах. Найбільший ефект 
досягається в ґрунтах, що володіють коефіцієнтом пористості Е > 0,6, у тому 
числі у водонасыщенных піщаних ґрунтах дрібних і середньої крупности, а 
також у пылевато-глинистих при показнику плинності 1Ь > 0,4. 
Виробництво й контроль якості робіт із глибинного віброущільнення 
ґрунту утрамбуванням щебенів здійснюється відповідно до «Технологічного 
регламенту», розробленим для даного об'єкта з урахуванням вимог Снип 
3.06.04-91 «Мости й труби», Снип 3.02.01-87 «Земляні спорудження, основи й 
фундаменти», Снип Ш-4-93 « Техніка безпеки в будівництві», Снип 12-03-2001 
«Безпека праці в будівництві». Проведення робіт ( крім досвідчених) без 
«Технологічного регламенту» забороняється. 
При виготовленні буронабивних паль із об'ємним віброутрамбуванням 
твердого матеріалу в основу застосовується гідравлічне вібробладнання, яке 
поставляється спеціальними робочими механізмами, що й забезпечує необхідні 
технологічні режими ущільнюючого впливу на твердий матеріал і 
околосвайный ґрунт. 
 
Керування спеціальним гідравлічним устаткуванням, контроль параметрів 
73 
 
 
його експлуатації в процесі спорудження пальових фундаментів роблять 
фахівці, що пройшли професійну підготовку, що й володіють необхідними 
навичками в роботі. 
Бурові палі виготовляються за допомогою бурильних агрегатів, 
оснащених комплектом обсадних труб і гідравлічними занурючими столами, 
що витягають, або, при пристрої паль у ґрунтах, здатних утримувати стінки 
свердловин від обвалення, будь-яким іншим буровим устаткуванням. 
У пробурену свердловину за допомогою фронтального навантажувача або 
краном за допомогою кубла через вирву відсипають першу порцію щебенів 
фракції 20-40 мм із розрахунку заповнення свердловини на висоту 1,5-5-2,5(1«« 
(скв - діаметр свердловини) залежно від ґрунтових умов. Потім погру- жающе-, 
що витягає столом бурового агрегату піднімають обсадну трубу на висоту 0,2-
4),4Ьзас (Ьзас - висота першої порції щебенів у свердловині). По центру 
свердловини до упору в щебені опускають вибропггамп, зібраний із секцій 
вібростійкої бетонолитной труби із закріпленим на нижньому кінці спеціальним 
віброущільнювачем (робітником органом - РО) для щебенів. На верхньому 
фланці бетонолитной труби за допомогою гідравлічного наголовника 
закріплюють вібратор, підключений до насосної станції й вивішений на крані. 
Включають вібратор у режим «занурення», поступово заставами по 40-5-
50 див занурюють РО в підставу свердловини на глибину, що залежить від 
опору ґрунту й діаметра свердловини, але не менш 1,0бскв. Показником 
достатності глибини занурення РО в ґрунт є прояв ефекту відмови (зниження 
швидкості занурення РО в ґрунт до 5 мм/хв або його повна зупинка). Потім 
починають покрокове добування робочого органа із ґрунту. Добування роблять 
у східчастому режимі заставами 4СЙ-50 див, із проміжними затримками на 
місці протягом 10-5-15 сек. Замірять рівень щебенів у свердловині й при 
необхідності роблять досипання чергової порції. У процесі занурення, 
добування й віброущільнення щебенів рівень щебенів у свердловині повинен 
перевищувати оцінку ножа обсадної труби не менш чому на 0,3 м. Потім знову 
занурюють РО на ту ж оцінку, що й у перший раз (або на меншу глибину, за 
74 
 
 
умови досягнення відмови). Після цього переводять вібратор у режим 
«трамбування» і роблять ущільнення ґрунтової основи протягом 2-х хвилин з 
наступним східчастим добуванням. Після повного добування робочого органа із 
ґрунту повторюють цикл «занурення - добування» ( при необхідності з 
досипанням додаткових порцій щебенів) кілька раз до одержання ефекту 
відмови в рівні вибою свердловини. Для цього на останніх циклах необхідно 
забезпечувати висоту стовпа щебенів у свердловині, рівну 0, 5-г0,75Ьро (й - 
висота рабочего органа). 
По закінченню трамбування (після досягнення ефекту «відмови» у рівні 
вибою свердловини) РО витягають із щебенів. Виключають вібратор і 
витягають виброштамп зі свердловини. Після цього за допомогою погружающе- 
стола, що витягає, бурового агрегату осаджують обсадну трубу до проектної 
оцінки й буровим органом роблять зачищення вибою свердловини до рівня 
ножа обсадної труби. У підготовлену свердловину встановлюють арматурний 
каркас і бетонують. 
Спорудження щебеневих (піщаних) паль із об'ємним глибинним 
вібротрамбуванням твердого матеріалу залежно від ґрунтових умов може 
проводитися у свердловинах з використанням обсадних або захисних труб. При 
улаштуванні зазначених паль вібротрамбування до відмови кожної порції 
твердого матеріалу, засипаної в свердловину, повторюється до заповнення 
свердловини на всю глибину. При цьому проводяться технологічні операції, 
описані вище для глибинного ущільнення ґрунту нижче вибою буронабивних 
залізобетонних паль. Вуброущільнення твердого матеріалу в ґрунт вибою 
свердловин, а також віброштампуванні бетонної суміші, що укладається, 
приводить до значного підвищення несучої здатності буронабивних паль. 
Завдяки цьому дана технологія може бути застосована для скорочення довжини, 
діаметра буронабивних паль або їх кількості з метою зниження вартості 
фундаментних конструкцій. 
Оцінимо економічний ефект, одержуваний від застосування даної 
75 
 
 
технології, провівши порівняльний розрахунки вартості буронабивних паль, 
споруджених по різних технологіях за умови забезпечення проектної несучої 
здатності фундаменту по ґрунту. 
Порівняння проведемо на прикладі будівництва фундаментів У даних 
ґрунтових умовах забезпечити сприйняття проектного навантаження 
фундаментом з одиночної буронабивной палі під колону можна, улаштовуючи 
палі, по різних технологіях. 
Можливе застосування паль-стійок діаметром 1,5 м, що опираються на 
шар вапняку на глибині порядку 40 м, або паль діаметром 1,35 мі довжиною до 
32 м з разбуриваемым опорним розширенням діаметром 2,7 м, або паль 
діаметром 1,2 м і довжиною до 28 м із глибинним об'ємним 
віброутрамбуванням щебенів у ґрунт вибою свердловин і віброштампуванням 
бетонної суміші, що укладається. 
Немаловажним фактом є й те, що розглянута технологія відповідає 
твердим вимогам, пропонованим сьогодні до строків будівництва. Навіть із 
урахуванням часу, затрачуваного на додаткові технологічні операції, тривалість 
циклу спорудження буронабивной палі з віброутрамбуванням щебенів 
знижується в порівнянні згодом пристрою звичайної палі більш глибокого 
закладення в міцних фунтах за умови забезпечення проектної несучої здатності. 
Проведеними теоретичними, лабораторними й натурними 
експериментальними дослідженнями встановлені технологічні параметри й 
механізми процесу формування нової структури ґрунтової основи при 
ущільненні твердого матеріалу в ґрунт вибою свердловин просторовим 
виброштампом. Установлене також вплив технологічного впливу при 
спорудженні фундаменту на несучу здатність ґрунтової основи. 
1.  Для проведення експериментів на моделях створена лабораторна 
установка й розроблена методика, яка дозволила вивчити процес 
виброутрамбовки щебенів у піщані й глинисті ґрунти нижче вибою бурової 
свердловини з використанням лабораторного виброоборудования, що повторює 
всі технологічні особливості натурного комплекту. Застосований метод 
76 
 
 
моделювання й лабораторна установка дають можливість проводити широке 
коло досліджень, спрямованих на вивчення технологій пристрою фундаментів, 
напружено-деформованого стану підстав і розв'язок інших геотехнічних 
завдань. 
2.  У результаті циклічного занурення й добування віброущільнення з 
досипанням твердого матеріалу в ґрунті нижче вибою свердловини формується 
тверде (щебеневе) «ядро» конусоподібної форми. Навколо щебеневого «ядра» 
утворюється зона ущільненого фунта, що має форму усіченого еліпсоїда 
обертання з максимальним діаметром.  
 
Висновки по розділу 2 
 
1. Будівництво і реконструкцію в обмежених умовах існуючої міської 
забудови слід здійснювати методами, що забезпечують захист діючих будівель і 
споруд від пошкоджень (запобігання деформацій, забезпечення міцності і 
стійкості існуючих будинків, будівель і споруд та ін ). При будівництві в 
районах сформованої забудови і безпосередній близькості від експлуатованих 
споруд забороняється використовувати метод занурення паль забиванням. Тому 
метод влаштування бурових паль є широко розповсюдженим в умовах міста, 
тому що має менший динамічний вплив на навколишній грантовий простір. 
2. До переваг пальових бурових фундаментів  слід віднести: скорочення 
потреби в механізмах та транспорті; підвищення надійності споруд за рахунок 
зменшення загальних і нерівномірних осадок; зниження впливу зимового 
періоду на темпи і якість робіт; можливість використання як основи міцних 
грунтів, що залягають на великій глибині; можливість влаштування паль різної 
довжини, що спираються на необхідній позначці при різко перетині рельєфу 
покрівлі міцних грунтів, прийнятих за основу паль; можливість передачі на 
одну палю великого діапазону навантажень, наприклад від 1000 до 10000 кН і 
більше; можливість влаштування паль великого діаметру (у порівнянні з 
77 
 
 
забивними палями), що значно покращує роботу паль на горизонтальну 
навантаження; можливість влашто  вувати палі без армування в нижній її 
частині, де відсутня передача моментів і горизонтальних сил; відсутність 
істотних вібрацій і струсів в процесі виробництва робіт.  
 
3. ТЕХНОЛОГІЯ ВЛАШТУВАННЯ БУРОВИХ ПАЛЬОВИХ 
ФУНДАМЕНТІВ У ПІЩАНИХ ҐРУНТАХ 
 
3.1 Влаштування бурових паль в піщаних ґрунтах при бурінні в обсадній 
трубі 
 
Обґрунтування основних технологічних параметрів виробництва робіт 
дозволили розробити раціональні технологічні схеми, підібрати необхідне 
спеціалізоване устаткування та пристосування, розробити технологічну карту та 
впровадити нову технологію виготовлення бурових паль з гідрофобізованим 
прошарком. 
Інвентарні обсадні труби, довжина яких відповідає висоті свердловини 
бурових паль, виготовляються зі сталевих стандартних труб діаметром 325 – 
630 мм, з товщиною стінки 7 – 8 мм,  (рис. 4.2). 
З'єднання окремих ланок сталевих обсадних труб здійснюється за 
допомогою блоку бурового ключа, що виконує операції загвинчування і 
розгвинчування обсадних труб. Він змонтований на нерухомій колоні, що 
закріплена біля ротору на рівні бурової установки. Знизу блок має направляючі, 
по яких він переміщується вздовж каретки за допомогою двох пневматичних 
циліндрів подвійної дії. Таке переміщення дозволяє швидко підводити блок 
ключа до обсадної труби і відводити після виконання операції по 
загвинчуванню – розгвинчуванню. 
Бетонопровід, що  використовується при бетонуванні бурових паль, 
монтується з інвентарних ланок, що з'єднуються за допомогою хомутових 
78 
 
 
з’єднань, (рис. 3.1). Але при застосуванні та проектуванні систем 
бетонопроводів необхідно вирішити наступне: 
- видалення повітря з системи бетонопроводів при її заповненні сумішшю 
в початковий момент подачі та повітряних пробок, що утворяться в процесі 
нагнітання, останні найчастіше є причиною зупинки процесу нагнітання;  
- можливість вільного переміщення вертикальної частини бетонопроводу 
в процесі нагнітання суміші на висоту, необхідну для поновлення подачі у 
випадку непередбачених перерв бетонування. 
Згідно досвіду будівництва встановлено, що при бетонуванні бурових 
паль висотою менше 10 м доцільно застосовувати інвентарні ланки довжиною 3 
м. З'єднання інвентарних ланок вертикальної ділянки бетонопроводу 
здійснюється за допомогою інвентарних замків, що виключають можливість 
їхнього роз'єднання при контакті з арматурним каркасом. 
Вилучення обсадних труб необхідно здійснювати після закінчення 
процесу бетонування палі. Це диктується умовами технології виготовлення 
бурових паль. По-перше, бетонна суміш повинна мати таку рухливість, що 
забезпечує заповнення всього об’єму свердловини, по-друге, обсадна труба, 
щоб уникнути її сполучання з бетоном, повинна бути вилучена до початку 
тужавіння бетонної суміші. 
а) бетоновід довжиною 3 м; б) коліно бетоноводу; в) інвентарні замки 
бетоноводу 
Зменшення сили тертя при вилученні обсадних труб, крім того, 
диктується також такими технологічними параметрами, як інтенсивність і час 
бетонування бурових паль. Це дає можливість здійснювати технологічні 
операції по виготовленню бурової палі при оптимальній рухливості бетонної 
суміші, що дає можливість отримати бетон палі із заданими властивостями та 
проводити вилучення обсадної труби до початку тужавіння бетону в 
свердловині. Для вилучення обсадних труб доцільно використовувати 
вантажопідйомні стрілові крани (наприклад, гусеничний кран МКГ-16М, 
79 
 
 
довжиною стріли 10 м, вантажопідйомністю 4–16 т), додатково на поверхні 
обсадної труби при її вилученні встановлюються навісні вібратори HVR-60. 
Вантажопідйомні крани при вилученні обсадних труб обладнуються 
приладами контролю та обмеження вантажопідйомності, відповідно до вимог 
безпечної роботи. Причому протягом усього процесу бетонування палі, колонам 
обсадних труб надають постійний зворотно-обертальний рух, щоб уникнути їх 
сполучання з матеріалом тужавіння. Першопочатковий відрив і підйом обсадної 
труби виконується за допомогою навісного вібратора  
HVR-60 (аналог ВП-1), що підвішується на крюку крана та сполучається 
зажимом з обсадною трубою. Привод роботи вібратора здійснюється від 
гідросистеми вантажопідйомного крану МКГ-16М або від автономної 
гідравлічної насосної станції.  
Розроблені технологічні послідовності можна класифікувати за 
механізмами, що застосовуються, а також в залежності від наявних ґрунтових 
умов майданчику. 
Буріння, бетонування, встановлення арматури виконуються у 
напрямку вздовж прольоту з вказаних стоянок. 
Нарощування колони обсадних труб виконують за допомогою 
згвинчування труб блоком бурового ключа з гідроприводом КБГ– 2. Висота 
колони обсадних труб повинна бути більше за висоту свердловини бурової палі 
на 1,0-1,5 м.  
Після повного влаштування свердловини (досягнення ґрунту з модулем 
деформації Е≥20 МПа) гусеничним краном МКГ-16М опускають у свердловину 
обсадну трубу (внутрішню) діаметром, рівним діаметру майбутньої палі. Перед 
зануренням внутрішньої обсадної труби в свердловину, на її поверхню наносять 
антифрикційне покриття бурової палі з полімерного еластичного матеріалу. 
Процес нанесення виконують переважно вручну, інвентарну обсадну трубу з 
шаром епоксидної смоли обгортають двома–трьома смугами поліетиленової 
стрічки.. 
80 
 
 
Для фіксації внутрішньої обсадної труби на рівні дна свердловини та 
збереження сталості геометричних розмірів при влаштуванні бурової палі без 
поширення перед встановленням труби у свердловину за допомогою крану, 
опускають бетонну оболонку висотою 150–200 мм. Бетонна оболонка має 
зовнішній діаметр, рівний внутрішньому діаметру зовнішньої обсадної труби, 
внутрішній діаметр оболонки, рівний зовнішньому діаметру внутрішньої труби. 
Бетонна оболонка залишається після завершення бетонування в свердловині. На 
рівні гирла свердловини обсадні труби обжимаються кондукторами задля 
непорушності в процесі виконання робіт. 
Згідно розділу 2.3 було встановлено, що наявність у свердловині 
арматурного каркасу практично не створює опір бетонній суміші, яка 
нагнітається у свердловину. Тому арматурний каркас для зменшення 
трудомісткості при зануренні слід вносити в свердловину до початку 
бетонування тіла палі. Підготовлений арматурний каркас у свердловину вносять 
шляхом подачі на гаку гусеничного крану, на підвішеному каркасі 
встановлюють полімерні арматурні компенсатори на поперечні кільця 
жорсткості, товщиною не менше 70 мм, що забезпечують необхідну товщину 
захисного шару бетону. Після занурення у свердловину каркас фіксують 
шляхом тимчасового електрозварювання до петель внутрішньої обсадної труби.  
Для бетонування бурових паль застосовувались стаціонарні бетононасоси  
фірми «Mecbo»,  потужністю двигуна – 60 к.с., максимальною відстанню подачі 
3
бетону по горизонталі – 400 м, продуктивністю – 22 ÷ 30 м /год, тиском подачі 
бетону – 5÷7 МПа, діаметром трубопроводу – 125 мм. Зовнішній вигляд 
бетононасосу представлено на рис. 3.5. Завантаження бетононасосу виконується 
3
з автобетонозмішувачів АБС-5, АБС-6ДА ємністю 5-6 м  на базі шасі КамАЗ-
53228. 
Вертикальна ділянка напірного бетонопроводу монтується з інвентарних 
ланок довжиною 3 м, що представлені на рис. 3.2. Довжина бетонопроводу 
повинна на 1,5–2,0 м перевищувати глибину свердловини. 
81 
 
 
Бетононасос встановлюється в робоче положення, відповідно до проекту 
виробництва робіт, рівновіддаленим від свердловин, що влаштовані, найбільш 
доцільніше встановлювати в місцях, де забезпечується організоване 
розвантаження автобетонозмішувачів. 
До початку бетонування вертикальна ділянка бетонопроводу за 
допомогою крану МКГ-16М встановлюється на дно свердловини, не доходячи 
до рівня дна свердловини на 300–400 мм. До бетонування приступають при 
наявності приготовленої бетонної суміші (рис. 3.6). 
 
9
8
7
1
3
2
4
5
  10.0 м
6
 
Рис. 3.1- Напірне бетонування бурових паль: 
 
1 – гусеничний кран МКГ-16М; 2 – зовнішня обсадна труба; 3 – арматурний 
каркас; 4 – гідрофобізований прошарок; 5,7 – верхній та нижній трубопровід 
бетонопроводу; 6 – бетонна суміш, що вкладена; 8 – бетононасос Mecbo P 4.30; 
9 – автобетонозмішувач АБС-5 
 
Подача бетонної суміші в прийомний бункер бетононасосу повинна 
виконуватись безперервно з урахуванням заданої інтенсивності бетонування.  У 
початковий момент нагнітання бетонної суміші здійснюється з мінімальною 
швидкістю – 0,4÷0,5  м/с, потім швидкість нагнітання збільшують. Оптимальна 
82 
 
300-400 мм
 
швидкість нагнітання становить у межах 0,6÷1,0  м/с, що відповідає 
3 2
інтенсивності бетонування від 10 до 75 м /м год, залежно від геометричних 
параметрів паль. Загалом тиск при нагнітанні бетонної суміші повинен 
коливатися у межах 1,5÷2,5 МПа. Обов’язковими параметрами при застосуванні 
3
бетонних сумішей є витрата цементу в межах від 360 до 480 кг/м , рухливість 
бетонних сумішей від 12 до 24 см, концентрація дрібного заповнювачу від 0,4 
до 0,5 (розділ 2.3).  
При безперервному процесі бетонування палі граничне значення динаміч- 
 ного тиску у напірному бетонопроводі повинне становити не вище 0,9 від 
максимального, що розвивається бетононасосом і рівним для «Mecbo» P 4.30 – 
4,5 ÷6,3 МПа. 
Загальний час бетонування паль висотою 7,0–8,0 м за даною 
технологічною схемою залежно від діаметру та інтенсивності подачі бетонної 
суміші звичайно не перевищує 30 хв. 
Після закінчення бетонування приступають до вилучення зі свердловини 
внутрішньої обсадної труби. 
Для вилучення обсадних труб доцільно використовують вантажопідйомні 
гусеничні   крани   МКГ-16М,   додатково   на  поверхні  обсадної  труби  при   її 
 
 
                   а)                                                            б) 
Рис. 3.2 - Напірне бетонування тіла бурової палі: 
а) початок бетонування; б) закінчення бетонування тіла бурової палі 
83 
 
 
 
вилученні встановлюються навісні вібратори HVR-60. З метою повного 
виключення можливості перевантаження вантажопідйомного крана та 
непорушності тіла палі, процес вилучення обсадної труби розкладається на дві 
технологічні операції, на початку виконується подолання опору тертя 
поверхонь стінок труби по ґрунту і бетонній суміші, а також сил, що 
характеризують так зване явище "присосу". Першопочатковий відрив і підйом 
обсадної труби на 100-300 мм виконується за допомогою навісного вібратору 
HVR-60 (аналог ВП-1), що підвішується на крюку крана та сполучається 
зажимом з обсадною трубою. Привод роботи вібратору здійснюється від 
гідросистеми вантажопідйомного крану МКГ-16М або від автономної  
гідравлічної насосної станції, що розвиває тиск до 32,0 МПа. Після відриву, 
вилучення труби з свердловини виконують за рахунок поєднання роботи 
навісного вібратору з її підйомом вантажопідйомним краном. Причому 
протягом усього процесу бетонування палі, колонам обсадних труб надають 
постійний зворотно-обертальний рух, щоб уникнути їх сполучання з матеріалом 
тужавіння. 
Технологічну послідовність робіт щодо влаштування бурової палі за 
технологією  представлено на рис3.10. 
84 
 
 
 
Рис. 3.3 - Готова бурова паля. 
 
        
 
 
 
 
85 
 
 
Технологія влаштування бурових паль у піщаних ґрунтах  
Найменування операції Найменування механізмів Значення технологічних  
параметрів 
Буріння свердловини - буровий станок СО-1200 з шнековим 
діаметром 600-900 мм під робочим органом, діаметр обсадних 
захистом обсадних труб труб – 325-620 мм; 
(зовнішня) - буровий ключ з гідроприводом; 
- гусеничний кран МКГ-16М 
 
 
Встановлення у свердловину 
та закріплення арматурного - гусеничний кран МКГ-16М 
каркасу  
- тиск нагнітання – 1,0–2,0 МПа; 
-  бетононасос «Becbo» бетонопроводи - швидкість нагнітання суміші – 
Бетонування тіла палі 
діаметром 125 мм; 0,4–1,0 м/с; 
напірним методом  
- гусеничний кран МКГ-16М - інтенсивності нагнітання – 3,5–
57,33  м3/м2 год; 
- рухливість – 12-24 см; 
Вилучення внутрішньої - гусеничний кран МКГ-16М; - час нагнітання – 1,28–4,5 хв. 
обсадної труби  - буровий ключ з гідроприводом; 
- навісний вібратор HVR-60 
  
Рис. 3.5 -Блок-схема послідовності влаштування бурових паль 
86 
 
 159 
 
           3.2 Влаштування бурових пальових фундаментів, в піщаних 
ґрунтах шляхом вдавленням в ґрунт обсадної труби 
 
У нашому випадку технологія проведення робот заснована на вдавленні 
обсадної труби з одночасним витягом з її внутрішньої порожнини залишків 
грунту. 
Технологія проведення робот описана нижче: 
Буровою установкою СО-1200 на базі крану МКГ-16М у піщаному 
ґрунті влаштовують лідерну свердловину. Наступним етапом відбувається 
вдавлення вібраційно-обертальною установкою СО-450 обсадної труби рівній 
діаметру свердловини, при чому в нижній частині обсадної труби 
прикріплений чавунний башмак, що залишається в свердловині після її 
вилучення. Свердловина утворюється вдавленням обсадної труби і 
одночасним витягом ґрунту з під її внутрішньої порожнини. Вдавлення труби 
відбувається за допомогою вібраційно-обертальних рухів установки СО-450, 
що значно полегшує її занурення.  
Після досягнення низом обсадної труби проектної відмітки голови палі 
встановлюють у свердловину арматурний каркас, причому закріплюючи задля 
непорушності при бетонуванні тіла палі. Після встановлення каркасу 
приступають до бетонування тіла палі. Бетонування виконують напірним 
методом. Тиск при нагнітанні бетонної суміші повинен бути у межах 1,5÷2,5 
МПа, рухливість бетонних сумішей від 12 до 24 см . 
При безперервному процесі бетонування палі граничне значення динаміч- 
 ного тиску у напірному бетонопроводі повинне становити не вище 0,9 від 
максимального, що розвивається бетононасосом і рівним для «Mecbo» P 4.30 – 
4,5 ÷6,3 МПа. 
Під час бетонування бетонопровід залишається нерухомим у випадку 
різкого підвищення тиску всередині бетонопроводу. Наприклад, у результаті 
утворення повітряної пробки, що встановлюється по манометру, необхідно 
87 
 
 
зробити короткочасне (1-2 сек) відкриття запірного крану для видалення 
повітряної пробки. У випадку, якщо кран буде відкритий на більш тривалий 
проміжок часу, це може послужити причиною утворення пробки безпосередньо 
за краном внаслідок витоку рідкої фази з бетонної суміші. Одночасно з 
відкриттям крану необхідно здійснити підйом вертикальної ділянки 
бетонопроводу за допомогою крану до відновлення нормального тиску в 
бетонопроводі. Однак при цьому необхідно щоб нижній кінець бетонопроводу 
був постійно заглиблений у бетонну суміш не менш, ніж на 1,5–2,0 м, швидкість 
нагнітання повинна бути знижена до мінімальної. 
Після бетонування ¾ висоти тіла палі приступають до  вилучення обсадної 
труби. Процес вилучення поєднують шляхом зіставлення процесів піднімання 
крюком крану МКГ-16М та роботи навісних вібраторів HVR-60, що закріплені 
до поверхні труби.  
Перед зануренням обсадної труби обертально - поступальними рухами, за 
допомогою розглянутої нами технології, необхідно спочатку зробити деяке 
пробурення майбутньої свердловини  для легшого і більш надійного занурення 
стальної труби в піщані ґрунти. 
I IІ IIІ IV V VІ
5
4
2
До бетононасосу
1 3
2
3 8 8
6 9
2
7 6
2"
 
Рис. 3.6 - Технологічна послідовність по влаштуванню бурових паль з 
поширенням  
1 - буровий станок СО-1200;    2 – свердловина; 2’ – чавунний башмак, що 
залишається в свердловині після її вилучення; 3 - обсадна металева труба; 4 - 
88 
 
 
буровий ствол; 5 - вібраційно-обертова установка СО-450; 6 - гідравлічний 
поширювач УГС-2М, 7 – бетон поширення палі; 8 - - арматурний каркас; 9 - 
готова бурова паля. 
І - Буріння лідерної свердловини; ІІ – Утворення свердловини за рахунок 
вдавлення обсадної труби до проектної відмітки; ІІІ - Утворення променевого 
поширення палі; ІV - Бетонування та армування тіла бурової палі; V – 
Вилучення обсадної труби; VI - Готова бурова паля. 
 
3.3 Технологія улаштування пальових фундаментів із буронабивних паль 
методом вдавлення 
 
     Не заважаючи на те, що великим містам властиве будівництво нових 
житлових масивів із своєю інфраструктурою, все ж тенденція забудови 
центральної частини міста зберігається. При цьому, беручи до уваги обмежені 
умови будівництва, доводиться стикатися з деякими проблемами, а саме: 
 необхідність посилення фундаментів існуючих будівель (як правило вже при 
наявності деформацій) з застосуванням максимально "обережних" технологій, 
що забезпечують мінімальний негативний вплив на них процесу ведення 
будівельних робіт; 
влаштування якісної огорожі котловану поблизу збудованих будівель, що 
дозволяє ефективно знизити вплив нового будівництва; 
влаштування таких типів фундаментів будівель нового будівництва із 
застосуванням безпечних технологій, які б виключили виникнення додаткових 
недопустимих деформаціцій поблизу розташування будівель. Випадки аварій і 
досвід будівництва у великих містах показують, що відомі методи, технології і 
обладнення, що застосовуються зараз для вирішення даної проблеми, часто не 
відповідають належному рівню вимог і потребують вдосконалення. 
        Одним із перспективних методів, який в останній час знаходить 
застосування в практиці фундаментобудівництва і дозволяє з успіхом 
вирішувати дані проблеми, є метод вдавлювання паль статичним 
89 
 
 
навантаженням. Невеликі габарити і вага обладнення дозволяють виконувати 
роботи в стиснених умовах і поблизу існуючих будівель, що є безперечною 
перевагою методу при укріпленні фундаментів будівель, які реставруються, і в 
освоєнні підземного простору під ними (1-2 поверхи). Крім того, до переваг 
цього методу слід віднести також повне виключення динамічних дії на основу і 
можливість оцінювати несучу здатність кожної палі по зусиллю вдавлювання. 
       Найбільше розповсюдження в практиці будівництва отримали два види паль, 
виконаних методом статичного (безударного) вдавлювання (мал.1) 
1. Трубобетонні палі виконуються методом статичного вдавлювання відрізків 
труб з подальшим армуванням (по необхідності), бетонуванням і 
розклинуванням голови палі. Секції труб стикуються за допомогою бандажів на 
зварці. Зусилля вдавлювання 450-500 кН забезпечують допустиме навантаження 
на палю 300-350 кН в залежності від тупи грунтів основи. Довжина секцій труб 
приймається 750-1000 мм, діаметр 133-159 мм. Арматура кл. А-ІІІ діаметром 20-
25 мм. Бетонна суміш литої консистенції. Бетон кл. В25. 
2. Набивні палі виконуються шляхом вдавлювання палі в грунт інверторної 
обсадної труби з наконечнииками, що залишаються, з подальшим армуванням, 
бетонуванням і витягуванням обсадної труби. Для сприйняття реактивного 
зусилля вдавлювання і передачі навантаження від будівлі на палі виконуються 
залізобетонний ростверк з отворами. Максимальне зусилля вдавлювання 400-450 
кН. Допустиме навантаження на палю 250-300 кН. Діаметр палі 140-145 мм. 
Арматура кл.А-ІІІ діаметром 20-25 мм. Бетонна суміш литої консистенції. Бетон 
кл. В25. 
      Вказані типа пиль, як правило застосовують при укріпленні фундаментів 
споруд, що реконструюються. 
     Вперше в практиці будівництва трубебетонні палі цим методом були 
використані при новому будівництві будівлі офісного центру в м. Рівне по вул. 
16 Липня. Вибір методу і типу паль зумовлено умовами будівництва. Обмежені 
розміри будівельного майданчика, розташовані поблизу будівлі та 
гідрогеологічні умови (вода знаходиться на глибині 1 м від планової відмітки) 
90 
 
 
виключали динамічні зусилля на грунти основи, що не давало можливості 
провести влаштування запроектованих фундаметів на забивних палях. Було 
запропоновано спочатку виконати залізобетонні ростверки з отворами під палі і 
будувався перший поверх будівлі з перекриттям, а потім здійснювалось 
виготовлення трубобетонних паль методом статичного вдавлювання. При цьому 
ростверк розраховується таким чином, щоб його площа опирання на грунт 
забезпечила передачу навантаження від двох поверхів будівлі (12-15 тс/м), а 
ширина була достатня для влаштування отворів з анкерами і мантажу 
палевдавлюючого обладнення. Були прийняті трубобетонні палі діаметром 133 
мм довжиною 10 м з опиранням в пилуватих пісках середньої щільності, модуль 
деформації 21 МПа (мал 2). Безпосередньо їх виготовлення проводилось після 
зведення першого поверху будівлі з перекриттями. Палевдавлююча установка 
монтувалась на металевих балках з швелерів, що встановлювались вздовж 
отворів і з'єднувались з анкерами (мал 3). Палі виготовлялись шляхом 
задавлювання елементів труб довжиною 1,5 м. Стикування елементів 
проводилося за допомогою бандежів на зварці. Для недопущення попадання 
грунтових вод в труби, бетонування проводилось паралельно з задавлюванням. 
Для бетонування паль використовувся бетон кл. В25 з осадкою конуса 14-15 см, 
щебінь фракції 5-10мм. Після бетонування проводилось армування палі 
стержнем діаметром 22 мм і влаштовувалась бетонна пробка. 
     Для встановлення кореляційного зв'язку між зусиллям задавлювання і 
допустимого навантаження на палю в даних грунтових умовах була використана 
пробна паля і проведене статичне випробування. При проходженні насипного 
грунту і пластичного супіску зусилля коливалось в межах 10-15 т і досягало 
максимального значення 33 т при заглибленні в пісок. Статичні випробування 
виконувались у відповідності до вимог ГОСТ 5886-78 "Палі. Методи пальових 
випробуваннь" Розрахункове допустиме навантаження на палю, по даних 
проведених випробувань склала 230 кН і осадка при цьому дорівнювала 7,8 мм. 
Таким чином було визначено зусилля вдавлювання палі при виконанні робіт - 
330 кН, яке гарантувало потрібне розрахункове навантаження на палю. Довжина 
91 
 
 
палі при цьому дорівнювала 9,5 м. Всього було виконано 175 паль протягом 1,5 
місяці. При цьому не припинялися роботи по будівництву друго та наступних 
поверхів будівлі. 
     Враховуючи вище викладене, можна рахувати, що метод статичного 
вдавлювання паль може бути ефективним і рекомендуваним для приміщення не 
тільки при реконструктіях будівель і споруд, але і при новому будівництві. 
Найбільше розповсюдження отримали трубобетонні та буронабивні палі, 
виконані методом статичного вдавлювання (рис. 31). 
Трубобетонні палі виконувалися методом статичного вдавлювання секцій труб 
з подальшим армуванням, бетонуванням і розклинюванням голови палі. Секції 
труб стикувалися за допомогою бандажів на зварці. Зусилля вдавлювання 
становило 400÷500 кН і забезпечувало допустиме навантаження на палю 
300÷350 кН залежно від типу ґрунтів основи. Довжина секцій труб Ø 133÷159 мм 
приймалася  750÷1000 мм, арматура – Ø 20÷25 мм класу А-ІІІ, бетонна суміш – 
литої консистенції з бетону класу В25   
 
Рис. 3.7- Фундаменти з трубобетонних паль 
92 
 
 
Набивні палі виконувалися шляхом вдавлювання в грунт інвентарної обсадної 
труби з наконечниками, що залишалися в ґрунті, з подальшим армуванням і 
бетонуванням. Для сприйняття реактивного зусилля вдавлювання і передачі 
навантаження від будівлі на палі, виконувався залізобетонний ростверк з 
отворами для пропуску паль. Максимальне зусилля вдавлювання становило 
400÷450 кН. Допустиме навантаження на палю, таким чином, досягало 250÷300 
кН. Діаметр палі приймався 140÷145 мм, арматура – Ø 20÷25 мм класу А-ІІІ. 
Бетонна суміш – литої консистенції з бетону В25 (~ М300).   
Вперше в практиці нового будівництва трубобетонні палі, виконані методом 
статичного вдавлювання, були розроблені і впроваджені авторами при 
влаштуванні фундаментів будівлі офісного центру у м. Рівному на вул. 16 
Липня.  
Обмежені розміри будівельного майданчика, наявність в безпосередній 
близькості існуючих будівель та несприятливі гідрогеологічні умови виключали 
можливість влаштування передбачених проектом фундаментів із забивних 
залізобетонних паль.  
Для вирішення вказаної проблеми авторами було запропоновано наступну 
методику і послідовність виконання фундаментів: 
- влаштування залізобетонних ростверків з отворами для пропуску паль; 
- зведення першого поверху будівлі з перекриттям; 
- монтаж палевдавлювальної установки і влаштування трубобетонних паль 
методом статичного вдавлювання.  
Розміри поперечного січення залізобетонного ростверку розраховувалися 
таким чином, щоб його площа обпирання на грунт забезпечила передачу 
навантаження від двох поверхів будівлі (120÷150 кН/м), а ширина була достатня 
для влаштування отворів з анкерами і монтажу палевдавлювального обладнання. 
Були прийняті трубобетонні палі діаметром 133 мм загальною довжиною 10.0 м 
з обпиранням на шар пилуватих пісків середньої щільності з модулем деформації 
Е = 21.0 МПа (рис. 2).  
93 
 
 
Палевдавлювальна установка монтувалась на металевих балках-швелерах, які 
встановлювались вздовж отворів і з’єднувались з анкерами (рис. 32). Палі 
виготовлялись шляхом задавлювання секцій труб довжиною 1.5 м. Стикування 
секцій між собою проводилося за допомогою бандажів на зварці. Бетонування 
проводилося паралельно з задавлюванням. Для бетонування паль 
використовувався бетон класу В25 з осадкою конуса 140÷150 мм, заповнювач – 
щебінь фракції 5÷10 мм. Після бетонування проводилось армування палі одним 
поздовжнім стержнем діаметром 22.0 мм. 
 
Рис. 3.8 -  Кріплення установки для вдавлювання трубобетонних паль 
 
 
94 
 
 
Для встановлення кореляційного зв’язку між зусиллям вдавлювання і 
допустимим навантаженням на палю в існуючій інженерно-геологічній ситуації 
була виготовлена експериментальна паля і проведено її статичне випробування. 
При проходженні шарів насипного ґрунту і пластичного супіску зусилля 
вдавлювання коливалось в межах 100÷150 кН і досягло максимального значення 
330.0 кН при заглибленні палі в пісок. Статичні випробування виконувались 
відповідно до вимог ДСТУ Б.В. 2.1-1-95 [5]. 
На нашу думку, а також на думку багатьох авторів (Клепіков С.М., Метелюк 
М. С., Адалін С.В., Корнієнко М.В. та ін.) випробування пробних паль 
безпосередньо на ділянці забудови дають найточніші результати, оскільки 
зусилля вдавлювання характеризує граничний опір основи в конкретних 
ґрунтових умовах.  
Самим достовірним методом визначення несучої здатності є натурне 
випробування палі вертикальним статичним навантаженням, набагато менше 
достовірними – методи статичного зондування ґрунту (достовірність 73÷76 %), 
розрахунки по таблицях СНиП (достовірність 60÷65 %), динамічні випробування 
паль – (достовірність 58÷62 %) .  
Розрахункове навантаження на палю згідно з результатами проведених 
випробувань склало 230.0 кН, осадка при цьому становила 7.8 мм. Таким чином 
було визначене робоче зусилля вдавлювання палі – 33.0 кН, яке гарантувало 
потрібне розрахункове навантаження на палю. Довжина палі становила 9.50 м. 
Всього було виконано 175 паль протягом 1.5 місяців. Роботи по зведенню 
другого і вищих поверхів будівлі при цьому не припинялись.  
Використання даної технології посилення фундаментів існуючого будинку 
передбачало виконання робіт в такій послідовності.  
Після розбирання конструкцій існуючої підлоги підвальних приміщень і 
зняття частини ґрунтового шару, влаштовували підготовку із щебеню, з 
пошаровим ущільненням її в ґрунт основи. У стінах по периметру на рівні 
підлоги вирубували гнізда і штраби в повздовжніх і поперечних стінах. 
Арматурні каркаси балок встановлювали у двох взаємоперпендикулярних 
95 
 
 
напрямках, заводячи їх кінці в штраби. Понизу та поверху каркасів вкладали 
сітки, які являються робочим армуванням монолітної залізобетонної плити. В 
місцях, де планується влаштувати палі, монтували коробчаті закладні деталі. 
Установку для вдавлювання паль (рис.1) монтували безпосередньо над 
монтажним вікном у плиті. Вдавлювання проводилося до досягнення 
максимального зусилля на штоці гідродомкрату 400кН, що відповідало тиску у 
гідросистемі 200 атм. 
У процесі вдавлювання паль контролювалася відповідність проектного 
положення до її реального розміщення в ґрунті (вертикальність та 
прямолінійність осі палі) . Для цього було використано методику визначення 
відхилень осі секцій та наконечника палі від проектної. Було проведено ряд 
експериментів з використанням різних типів наконечників. 
Дослідження паль велося згідно ДСТУ Б В.2.1-95. Було проведено 
експерименти на трьох об’єктах м. Львова: проїзд Крива Липа 9; Наливайка 6; 
Рудницького 22. На всіх цих об’єктах проведені випробування паль статичним 
навантаженням. 
Рис. 3.9 - Установка для вдавлювання 
паль. 
 
1 - Верхня частина. 
2 - Нижня частина 
3 - Направляючі 
4 - Анкеруючі пристрої 
5 - Гідро блок 
6 - Тарований манометр 
7 - Шток гідро циліндра 
8 - Фрезерований торець 
9 - Монолітна залізобетонна плита 
10 - Вдавлювана багатосекційна 
трубобетонна паля 
 
96 
 
 
. 
У процесі дослідження випробувано палі з різними конструкціями 
наконечників. Для об’єктивності результатів досліджень палі випробовували в 
однакових (близьких) геологічних умовах. Дослідження проводились на будівлі 
у м. Львові, за адресою проїзд Крива Липа 6. Відстань між проектним 
розміщенням паль не перевищувала 9 м. Це дало право знехтувати впливом 
зміни геологічних умов на результати дослідження. 
Встановлено, що палі з металевим наконечником у вигляді конуса (Пк-19, 
Пк-20) мали відхилення від вертикальної осі. Так, для палі марки Пк-19 із 
загостреним кінцем, що не був відцентрований і мав початковий ексцентриситет 
2 см, спостерігалося відхилення нижнього кінця від вертикалі на 18см при 
глибині вдавлювання палі 7,3м Це призвело до порушення прямолінійності 
стовбура палі, оскільки вирівнювання  верхньої секції, яку необхідно вдавлювати 
вертикально, проводилось на стиках секцій палі металевими підкладками. 
1) 
 
 
2)  
 
  
  
Рис.3.10 -  Багатосекційні трубобетонні палі з металевим 
кон усам 
 1- паля Пк-19 
2-паля Пк-20 
Палі  Пк-17, Пк-18 були вдавлені в ґрунт з відкритими наконечниками. 
Товщина ґрунту, що потрапив у порожнину першої палі, становила hгр= 45см, у 
другу - hгр = 54 см. Відхилення нижнього кінця палі від вертикалі не 
перевищувало 2 см. 
97 
 
 
 
1)  
 
 
 
2) 
 
 
 
Рис. 3.11 -  Багатосекційні трубобетонні палі з відкритим 
наконечником   
1- паля Пк-17 
 
2 - паля Пк-18 
 Палі Пк-15, Пк-16 вдавлювалась в ґрунт із закритим нижнім кінцем з 
1- паля Пк-17 
кону2с-опмал яо Пбке-р1н8 еним в порожнину палі. Відхилення нижнього кінця палі від 
 
верт икалі було незначне до 4 см. 
 
1) 
 
 
2)  
 
Р ис. 3.12 - Багатосекційні трубобетонні палі з 
н аконечником  у вигляді конуса оберненого в порожнину 
палі 
  1- паля Пк-15             2-паля Пк-16 
 
 
Палі Пк-13, Пк-14 вдавлено з кінцем, що має приварену плоску пластину. 
В процесі вдавлювання у порожнину палі не потрапляла вода, а відхилення від 
вертикалі складало до 6 см (рис. 5). 
1) 
 
 
2) 
 
 
Рис. 3.13 -  Багатосекційні трубобетонні палі з наконечником  
у вигляді конуса оберненого в порожнину палі 98 
 1- паля Пк-13 
2-паля Пк-14 
 
 
 
Найкращі характеристики прямолінійності і вертикальності показали палі 
Пк-21, Пк-22 з пластиною, яка приварювалась до низу труби із заглибленням 
всередину 40 мм. Відхилення від вертикалі складало до 2см (при довжині палі 
7м), кромки труби виконували функцію ріжучого ножа  (рис. 6). 
 
 
1)  
 
2)  
 
 
Рис. 3.14 -  Багатосекційні трубобетонні палі з металевою 
 
пластиною привареною в сердині наконечника на віддалі 
 40мм від торця 
1- паля Пк-21 
 
2-паля Пк-22 
З  метою аналізу взаємозв’язку між зусиллям вдавлювання та проектною 
несучою здатністю палі по ґрунту було проведено ряд експериментальних 
досліджень, в ході яких проводилися заміри показів тарованого манометра 
установки УПД-1 та глибини вдавлювання палі. Результатом проведених 
досліджень на восьми палях були отримані залежності між зусиллям 
вдавлювання та глибиною вдавлювання нижнього кінця паль. 
Несуча здатність палі по ґрунту за СНиП 2.01.03-85 є сумою несучої 
здатності ґрунту від реактивного тиску по площі наконечника палі і несучої 
здатності ґрунту за рахунок сил тертя по боковій поверхні палі.  
несучої здатності паль за допомогою програмного забезпечення. 
У зв’язку з тим, що технологічний процес складався з циклів, пов’язаних з 
обмеженням ходу (довжини) штока, то на графіках (рис. 7) не відображено 
завантаження –розвантаження палі відповідно у початку та кінці циклу, коли 
проходила заміна секції. Виконані розрахунки теоретичної несучої здатності 
висячої палі за даними попередньо проведеної геологічної розвідки та 
співставлення цих результатів з експериментальними дослідженнями зусилля 
99 
 
 
вдавлювання паль. В результаті побудовані залежності розрахункової несучої 
здатності паль та зусилля вдавлювання від глибини їх вдавлювання.  
і торець палі залежить від багатьох факторів і впливає на величину несучої 
здатності палі, яка визначається як сума несучої здатності палі по бічній 
поверхні і під наконечником палі. При цьому слід враховувати зміну 
властивостей ґрунтів в результаті ущільнення їх при вдавлюванні палі та 
процесів, які протікають в ґрунті після вдавлювання паль. Тому велике 
практичне значення має питання визначення характеру розподілу навантажень 
на бічну поверхню і наконечник палі. Якщо прийняти, що збільшення опору 
ґрунту бічної поверхні палі проходить тільки до моменту, коли вона 
переміститься на величину осідання зсуву -  
5 мм то, відкинувши першу частину кривої і екстраполюючи другу до точки S=0 
ми отримаємо залежність осідання від навантаження, яке сприймає торець палі. 
1/2
Для цього необхідно побудувати графік залежності P – S  для другої частини 
кривої 
 
3.4  Технологія улаштування пальових фундаментів із буронабивних паль  
 
              Характерною рисою влаштування буронабивних паль є попереднє 
буравлення свердловин до заданої глибини. 
     Самими першими палями в нашій країні, на основі яких застосовуються 
існуючі різновиди буронабивних паль, є палі А.Є. Страуса, які були 
запропоновані в 1899 г. Виготовлення паль включає наступні операції: 
     -  буріння свердловин; 
      
     - опускання в свердловину обсадної труби; 
      
     - вилучення зі свердловин ґрунту, що обсипався; 
      
     - заповнення свердловин бетоном окремими порціями; 
      
100 
 
 
     - трамбування бетону порціями; 
      
     -  поступове вилучення обсадної труби. 
      
     У пробурену до проектної відмітки (5...12 м) свердловину опускають трубу 
діаметром 25...40 см, потім завантажують бетонну суміш. Після заповнення 
свердловини на глибину близько 1 м бетонну суміш трамбують і повільно 
піднімають обсадну трубу до тих пір, поки висота суміші в трубі не зменшається 
до 0,3...0,4 м. Знову завантажується бетонна суміш і процес повторюється. 
Враховуючи, що діаметр свердловини більше діаметра обсадної труби тому 
поверхня пробуреного ґрунту виявляється нерівної, жорсткою, при наповненні 
бетонною сумішшю обсадної труби її підйомі і ущільненні, бетон заповнює весь 
вільний обсяг, включаючи зазори між стінками свердловини і обсадною трубою. 
Частина бетону і цементного молока проникає в ґрунт, підвищивши його 
міцність. 
      Недолік способу - неможливість контролювати щільність і монолітність 
бетону по висоті палі, можливість розмиву бетонної суміші, що незатверділи, 
підземними водами. 
      Армування паль роблять тільки у верхній частині, на глибину 1,5...2,0 м у 
свіжевкладенний бетон установлюють металеві стрижні для їхнього наступного 
зв'язку з ростверком.  Залежно від ґрунтових умов буронабивні палі 
влаштовують одним з наступних способів - сухим способом ( без кріплення 
стінок свердловин), із застосуванням глинистого розчину ( для запобігання 
обвалення стінок свердловин) і із кріпленням свердловин обсадною трубою. 
перерізу із залізобетону діаметром до 250 мм і влаштовуються у свердловинах, 
виконаних способом шнекового буріння без обсадних труб (рис.2.1). 
Запропонована мікропаля має високу несучу здатність, мінімальну витрату 
матеріалів і нескладну технологію виготовлення , що дає можливість застосувати 
їх при обмеженому доступі та у складних інженерно-геологічних умовах. 
Відсутність при установці пальових фундаментів динамічних впливів на 
101 
 
 
оточуючі будівлі та споруди (мала вібрація при проведенні бурових робіт, що 
практично виключає деформацію і струс грунтів) робить дану технологію 
прийнятною для проведення робіт, як в складних геологічних умовах, так і в 
високощільній міській забудові. Наприклад, у центральній частині міста безліч 
будівель, є пам'ятками архітектури, збереження яких є одним з пріоритетів при 
проведенні робіт. Крім того, буронабивні палі не руйнують вже існуючі 
комунікації. 
       Буронабивні палі застосовуються при будівництві будинків без підвальних 
приміщень, що виключає риття котловану. Їх можна використовувати як 
огороджувальні конструкції котлованів - це дозволяє не порушувати підстави під 
сусідніми, близько розташованими об'єктами. Застосування технології 
буронабивних паль дозволяє кардинально знизити рівень шуму. Вона настільки 
безшумна, що дозволяє в радіусі двох метрів від машини спокійно розмовляти і 
чути співрозмовника - можна працювати в будь-який час доби без дискомфорту 
для оточуючих. Важливим достоїнством адаптованої для житлового будівництва 
технології буронабивних паль є здатність витримувати підвищені навантаження, 
що дозволяє зводити будівлі висотою до 250 метрів. Відсутність порожнин у тілі 
буронабивної палі з одночасним ущільненням стінок свердловини досягається за 
допомогою регульованої подачі бетону (бетон подається під тиском). 
Використовується тільки гідротехнічний бетон. Для підвищення несучої 
здатності застосовують буронабивні палі з розширенням (вони витримують 170-
200 тонн), глибокого закладення, буронабивні палі з закріпленням грунтів під 
нижнім кінцем з допомогою цементації і закріпленням стінок отбуренной 
свердловини силікатним розчином. Такі палі мають підвищену міцність, 
довговічність і несуча здатність у них помітно вище, ніж у традиційних забивних 
(що зменшує кількість паль у порівнянні з забивними). При цьому буронабивні 
палі в залежності від їх розмірів можуть бути ефективні для сприйняття великих 
навантажень, як висотних будинків (замість кущів паль), так і для 
малоповерхових будівель. На етапі будівельно-монтажних робіт основною 
перевагою є суттєве скорочення термінів будівництва, що актуально, як для 
102 
 
 
інвестора, так і для підрядника. 
      Застосування технології буронабивних паль зменшує обсяг земляних робіт, 
скорочує кількість арматури, зменшує кількість паль, дає можливість працювати 
цілодобово у три зміни, мобільність бурової техніки забезпечує високі темпи 
робіт - скорочується тривалість пальових робіт, і будівництво обходиться 
дешевше. Технологія виробництва буронабивних паль дозволяє споруджувати, 
як окремо стоячі стовпи, так і стіни з паль. Область застосування таких 
фундаментів широка - це і мостобудування, і громадянське (висотне) 
будівництво, і будівництво тунелів, переходів, підземних просторів, вони 
підходять для установки дерев'яних будинків і бань, а також для будинків 
каркасної й панельної конструкції.  У практиці будівництва часто 
використовуються мікропалі діаметром до 250 мм фірми “SOLETANGE 
BACHY”, які є близькими за технічною суттю до запропонованих[8]. Однак такі 
палі при невеликих діаметрах (до 250 мм) без поширеної п’яти у звичайних 
ґрунтових умовах мають невисоку несучу здатність. Крім цього, для їх 
влаштування застосовують дороге і достатньо габаритне обладнання, що значно 
ускладнює технологію їх виготовлення і підвищує вартість конструкції. 
Влаштування поширеної до двох діаметрів п’яти конічної форми дозволяє за 
рахунок збільшення площі опирання значно (майже в 4 рази) підвищити її 
несучу здатність. Спрощення технології виготовлення мікропаль за допомогою 
нескладного портативного механічного обладнання дає можливість виготовити 
їх в умовах обмеженого доступу (наприклад, у підвальних приміщеннях) та у 
складних інженерно-геологічних умовах (наприклад, на схилах пагорбів). 
     Буронабивна паля запропонованої конструкції влаштовується у свердловинах, 
виготовлених за допомогою шнекового бура без обсадних труб. Шнеки 
виготовляються секціями довжиною до 1,5м, що дозволяє використовувати їх 
при бурінні свердловин у підвальних приміщенях. Буріння проводиться з 
використанням малогабаритного механічного обладнання або вручну, і, в 
залежності від інженерно-геологічних умов, може виконуватися на глибину до 6-
103 
 
 
8м. Після зачистки дна свердловини спеціальним шнеком влаштовується 
поширення в межах її нижнього кінця, встановлюється арматурний каркас і 
свердловина заповнюється бетоном. Для влаштування поширення п’яти 
свердловини застосовується механічний пристрій (рис.2.2). У зібраному вигляді 
пристрій опускається у свердловину до рівня забою і фіксується за допомогою 
направляючого елемента 8. На привідну штангу 1, що з’єднана з нерухомою 
штангою 6 через чотирьохгранний перехідник 4 (для сумісного обертання) та 
стержні поширювача 2 із закріпленими до них ножами 3, передається крутний 
момент та вдавлююче зусилля. При переміщенні привідної штанги вниз відносно 
нерухомої до обмежувача верхні та нижні стержні поширювача з ножами 
поступово відхиляються в сторони, зрізаючи ґрунт на стінках свердловини. . 
Розпушений ґрунт попадає у циліндричну ємність 7, закріплену до нерухомої 
штанги, і виймається із свердловини на поверхню. 
     Сухий спосіб застосовуєтсья у стійких ґрунтах (просадні і глинисті твердої 
напівтвердої і тугопластичної консистенції), які можуть тримати стінки 
свердловин (рис.1). Свердловина необхідного діаметра розбурюється методом 
обертального буріння в ґрунті на задану глибину. Після приймання свердловини 
в неї встановлюють арматурний каркас і бетонують методом вертикально 
переміщення труби.  
           
104 
 
 
 
           
Рис.3.15  - Технологічна схема влаштування буронабивних паль сухим способом: 
а- буріння сверлдовин; б -розбурення поширення; в- установка арматурного 
каркаса; г - установка бетонолитної труби з вібробункером; д - бетонування 
свердловини методом вертикально переміщення труби (ВПТ); е- підйом 
бетонолитної труби; 
1- бурова установка; 2 - привід; 3 - шнековий робочий орган, 4- свердловина; 5- 
поширювач; 6 - розширена порожнина; 7- арматурний каркас; 
8- стріловий кран; 9- кондуктор-патрубок; 10 - вібробункер; 11 - бетонолитна 
труба; 12- баддя з бетонною сумішшю; 13- розширена п'ята палі  
     Бетонолитні труби, як правило, складаються з окремих секцій і мають стики, 
що дозволяють швидко і надійно з'єднати труби. Секції бетонолитних труб 
довжиною 2,4...6 м у стиках скріплюють болтами або замковими з'єднаннями, у 
першій секції кріпиться прийомний бункер, через який бетонна суміш подається 
в трубу. У свердловину опускається бетонолитна труба до самого низу, у 
прийомну воронку подається бетонна суміш із автобетонозмішувача або за 
допомогою спеціального завантажувального бункера, на цій же воронці 
закріплені вібратори, які ущільнюють бетонну суміш, що укладається. У міру 
105 
 
 
укладання суміші бетонолитна труба вилучається зі свердловини. По закінченню 
бетонування свердловин голову палі формують у спеціальному інвентарному 
кондукторі. Сухим способом за розглянутою технологією виготовляють 
буронабивні палі діаметром від 400 до 1200 мм, довжина паль досягає 30 м. 
     Застосування глинистого розчину. Влаштування буронабивных паль у 
слабких водонасыщенных ґрунтах вимагає підвищених працезатрат, що 
обумовлене необхідністю кріплення стінок шпари для запобігання їх від 
обвалення (мал.2). У таких нестійких ґрунтах для запобігання обвалення стінок 
шпар застосовують насичений глинистий розчин бентонітових глинплотностью 
1,15...1,3 г/см , який гідростатичних тисне на стінки, добре тимчасово скріплює 
окремі ґрунти, особливо обводнені й нестійкі, при цьому добре втримує стінки 
шпар від обвалення. Цьому ж сприяє утвір на стінках шпари глинистої кірки 
внаслідок проникнення розчину в ґрунт. 
 
 
      
Рис.3.16- Технологічна схема пристрою буронабивных паль під глинистим 
розчином: 
106 
 
 
а - буравлення шпари; б-б- пристрій розширеної порожнини; в -установка 
арматурного каркаса; г-г- установка вибробункера з бетонолитной трубою; д-д- 
бетонування шпари методом ВПТ; 1 - шпара, 2- бурова установка; 3- насос; 4 -
глиносмеситель; 5 - приямок для глинистого розчину; 6 -розширник; 7 -штанга; 
8- стрілової кран; 9 -арматурний каркас; 10 -бетонолитная труба; 11- 
вибробункер  
         Шпари бурять обертальним способом. Глинистий розчин готовлять на місці 
виконання робіт і в міру буравлення подають у шпару по пустотілій буровій 
штанзі під тиском. У міру буравлення, що перебуває під гідростатичним тиском 
розчин від місця забуривания, зустрічаючи опір ґрунту, починає підніматися 
нагору уздовж стінок шпари, виносячи зруйновані бурами ґрунти, і виходячи на 
поверхню, попадає у відстійник-зумпф, звідки знову насосом подається в шпару 
для подальшої циркуляції.  
     Глинистий розчин, що перебуває в шпарі під тиском, цементує ґрунт стінок, 
тим самим, перешкоджаючи проникненню води, що дозволяє виключити 
застосування обсадних труб. Після завершення проходки шпари в неї при 
необхідності встановлюється арматурний каркас, бетонна суміш із вибробункера 
по бетонолитной трубі попадає на дно шпари, піднімаючись нагору, бетонна 
суміш витісняє глинистий розчин. У міру заповнення шпари бетонною сумішшю 
роблять підйом бетоновода. 
     У цей час проходить успішне випробування спеціальний полімерний 
концентрат на основі поліакриламіду, який у процесі гідратації утворює 
колоїдний буровий розчин, що створює захисну плівку на стінках шпари, що в 
комбінації з надлишковим гідростатичним тиском запобігає їхньому опаданню. 
Буравлення в складних геологічних умовах без застосування обсадних труб 
показало цілісність буронабивной палі по всій глибині після закачивания в неї 
бетону й відсутність яких-небудь напливів або западин бетону на бічній 
поверхні палі. Використання колоїдного розчину дозволяє суттєво побільшати 
продуктивність бурових робіт, знизити їхня собівартість і трудомісткість, різко 
скоротити потреба в обсадних трубах без зниження якості робіт. 
107 
 
 
   Кріплення шпар обсадними трубами.Пристрій паль цим методом можливо в 
будь-яких гідрогеологічних умовах; обсадні труби можуть бути залишені в 
шпарі або витягнуті з неї в процесі виготовлення палі. Обсадні труби з'єднують 
між собою за допомогою замків спеціальної конструкції (якщо це інвентарні 
труби) або на зварюванні. Пробуривают шпари обертальним або ударним 
способом. Занурення обсадних труб у ґрунт у процесі буравлення шпари 
здійснюють гідродомкратами. 
 
      
Рис.3.17 - Технологічна схема пристрою буронабивных паль із застосуванням 
обсадних труб: 
а-а- установка кондуктора й забуривание шпари; б-б- занурення обсадної 
труби; в -проходка шпари; г -нарощування наступного ланки обсадної труби; д -
зачищення вибою шпари; е -установка арматурного каркаса; ж-ж- заповнення 
шпари бетонною сумішшю й добування обсадної труби; 1 - робочий орган для 
буравлення 
 
 
108 
 
 
Висновки по розділу 3 
1. Обґрунтовані найефективні технологічні послідовності влаштування 
бурових паль у піщаних незв’язних ґрунтах при бурінні в обсадній трубі та 
шляхом вдавленням в ґрунт обсадної труби. Розписані механізми, що 
використовуються для виконання бурових пальових фундаментів. 
2. Наведена технологічна послідовність влаштування ростверків при 
влаштуванні бурових пальових фундаментів. 
 3. Наведені вказівки з техніки безпеки та контролю якості і приймання 
робіт при виконанні бурових пальових фундаментів. Вказані роботи що повинні 
виконуватись при прийманні робіт, оформлення актів на приховані роботи. 
 
 
4 ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ПОРІВНЯННЯ ТА ЕКОНОМІЧНА 
ЕФЕКТИВНІСТЬ ВЛАШТУВАННЯ БУРОВИХ ПАЛЬ 
4.1 Техніко-економічні показники приведених технологій влаштування 
бурових паль 
      В даний час суттєво зрослі обсяги капітального будівництва в умовах 
реконструкції та модернізації старих міських районів крупних міст України. 
Реконструкція існуючої забудови, як правило, супроводжується її ущільненням 
та раціоналізацією. 
1) наявність на майданчику слабких та нерівномірно стискуваних ґрунтів; 
2) наявність високого рівня ґрунтових вод; може бути потрібне водозниження 
або захист котлованів від попадання ґрунтових вод; 
3) ґрунти на майданчику можуть находитись у водонасиченому і пластичному 
стані, в яких добре розповсюджуються динамічний вплив; 
4) старі поруч розташовані будинки, як правило, мають фундаменти 
неглибокого закладання на природній основі - насипні сильностискувальні 
водонасичені ґрунти, які здатні ущільнюватися або втрачати стійкість при 
динамічних впливах; 
5) заглиблення фундаментів під нові будинки як правило більше, ніж у 
109 
 
 
існуючих будинках, що може привести до розвитку суфозії із-під підошви 
фундаментів поруч розташованих будинків; 
6) нові будинки, як правило підвищеної поверховості або висотні, суттєво 
загружають сусідські ділянки - можливі значні сумісні осадки основи і 
фундаментів існуючих поруч розташованих будинків; 
7) поруч розташовані будинки можуть бути чуйними до нерівномірних осадок, 
кренам и динамічним впливам - як що остів будинків є недостатньо 
жорстким та стійким, а несучі стіни та фундаменти не спроможні, або тільки 
частково спроможні сприймати згинаючи та розтягуючи навантаження, а 
також динамічні впливання; 
8) наявність високоточного обладнання, яке може вийти з ладу, при розвитку 
крену будинку і фундаментів або при суттєвих динамічних впливаннях. 
      Продуктивність вдавлювання паль під час влаштування палевих фундаментів 
будівель знижується за рахунок наявності просторової стисненості у плані 
(робота поруч з існуючими будинками, спорудами та транспортними 
комунікаціями), а також більш повільніших режимів вдавлювання, які пе-
редбачали витрати робочого часу на очікуванням результатів контролю 
поточного стану будинків і споруд, що поруч розташовані. Відповідно ці 
зниження складали до 10...15 % (за рахунок стисненності фронту робіт) і до 
15...20 % (збільшення тривалості технологічного циклу). В цілому 
продуктивність вдавлювання паль на площадки, з урахуванням організаційно-
технологічних перерв на очікування відкриття фронту робіт та підготовку зон 
виконання робіт і копрового обладнання (монтаж, переобладнання і демонтаж 
мостовій установки і рейкових шляхів тощо) не перевищувала 40...50 % від 
нормативної продуктивності і в натуральних одиницях складало 1,2 палі на 1 
люд.-зміну при середній кількості виконавців п =5. 
          Для визначення того наскільки доцільним буде застосування на практиці 
прийнятих рішень ми проведемо порівняння варіантів вирішення даного питання 
110 
 
 
в табличній формі (див. табл. 4 ). Для цього ми обираємо три можливі варіанти 
рішень:  
За допомогою програмного комплексу «АВК було виконано розрахунок 
локальних кошторисів для кожного з варіантів технологічних послідовностей 
також згідно цього комплексу були визначені техніко-економічні показники 
(трудомісткість, вартість матеріалів, собівартість). Результати порівняння 
наводяться у таблиці 4  
4.2 Розрахунок економічного ефекту влаштування бурових паль  в піщаних 
ґрунтах 
Таблиця 4.1 -Техніко-економічні показники технологій влаштування 
покрівель із полімерних  
Технології валштування пальових фундаментів 
№  
Показник 
п/п Трубобетонні Буронабивні Буроін`єкційні 
палі палі палі 
1 2 3 4 5 
Кошторисна 
вартість 
1 11493 18104 33925 
проведення робіт, 
грн 
Вартість 
2 6627 11264 28245 
матеріалів, грн 
Заробітна плата, 
3 2508 3231 3329 
грн 
Трудомісткість, 
4 185 248 236 
чол-год 
Трудомісткість, 
5 139 172 197 
маш-год 
6 Тривалість, змін 22,6 30,24 28,7 
 
 
 
 
 
111 
 
 
 
Таблиця 4.2 -     Вихідні дані до розрахунку 
Найменування матеріалу 
Одиниця 
Показники Буронабивні Трубобетонні 
виміру 
палі палі 
1. Річний об’єм   
3 2
впровадження на 100м м  
буронабивних паль  
2. Приведені затрати на 12300 8900 
грн. 
будівельні матеріали 
3. Собівартість будівельно-   
монтажних робіт по грн. 9556 7325 
влаштуванню технології  
4. Питомі капітальні   
вкладення у виробничі 2133 1297 
грн. 
фонди будівельної 
організації 
4. Річні витримки в сфері - - 
грн. 
експлуатації конструкцій 
5. Строк експлуатації рік 150 150 
 
 
Рис. 4.1 -  Порівняльний графік терміну виконання робіт 
112 
 
 
 
Рис. 4.2 -  Техніко-економічні показники варіантів 
 
Ее — економія в сфері експлуатації конструкцій за строк їхньої служби 
визначається за формулою: 
                                      Ее  (С  
1 С2 ) (K2 K1),                      (4.1) 
де С1 та С2 — річні витрати в сфері експлуатації на одиницю 
конструктивного елемента будівлі, споруди або об'єкт у цілому по порівнюваних 
варіантах, грн. До них відносяться: витрати на капітальний ремонт будівельних 
конструкцій, відновлення та підтримка передбаченої проектом надійності 
конструкцій і споруд у цілому, щорічні витрати на поточний ремонт і технічне 
обслуговування;  
K’1 і К’2 — питомі капітальні вкладення в сфері експлуатації будівельних 
конструкцій (капітальні вкладення без обліку вартості конструкцій) 
розраховуючи на одиницю конструктивного елемента будівлі, споруди або 
об'єкта у цілому у порівнюваних варіантах, грн.; 
113 
 
 
А2 — річний обсяг будівельно-монтажних робіт із застосуванням нових 
будівельних конструкцій у розрахунковому році, у натуральних одиницях. 
Приведенні затраті визначаються за формулою: 
                                                         Зсi = Ci +Ki;                                               (4.2) 
де Ci — собівартість будівельно-монтажних робіт по i-му варіанту, грн.;  
Ki — питомі капітальні вкладення у виробничі фонди на одиницю 
будівельно-монтажних робіт по i-му варіанту техніки, грн. 
Зс1 = 9556+2133= 11689 грн.; 
Зс2 = 7325+ 1297= 8622 грн. 
Економічний ефект Е обраховуються за формулою (4.1): 
Е = (11689+12300) - (8622+8900) 1,0= 6467 грн. 
 Таким чином економічний ефект від застосування технології влаштування 
пальових фундаментів із трубобетонних паль, більш економічно вигідний. 
Висновки по розділу 4 
1.  Метод влаштування буронабивних паль в піщаних грунтах є найбільш 
економічно доцільний, крім відсутності вібраційних і шумових впливів, є 
більш екологічним, не забруднює навколишнє середовище шкідливими 
продуктами згоряння. 
2.  Цей метод більш економічний: у порівнянні з буро-ін’єкційними і 
буронабивними методамиз абивання паль вартість робіт по зануренню 
конструкцій методом вдавлення нижче на 20%. Також він дозволяє 
встановлювати до 24 паль на добу, тим самим, на 30-40% скорочуючи 
терміни будівництва фундаментів. 
3. З меншення термінів пальових робіт, у свою чергу, сприяють зниженню 
витрат на транспортування пристрою, а також економії на проведенні 
будівельно-монтажних робіт. 
       
 
114 
 
 
 
ЗАГАЛЬНІ ВИСНОВКИ 
 
1. Розглянуті всі відомі технології влаштування бурових пальових 
фундаментів у незв’язних піщаних грунтах, по кожній технологічній 
послідовності визначені переваги та недоліки. 
2. Застосування технології влаштування бурових паль з поширенням 
нижньої частини дає можливість отримати при порівняно невеликих 
підвищеннях трудозатратах значене збільшення несучої здатності, за рахунок 
утворення поширення нижньої частини стовбура. 
3. Підтверджено реальність здійснення пропонованого способу 
улаштування бурових паль з розширеною променевою п’ятою. Технологічні 
заходи улаштування моделей бурових паль можуть бути ураховані при 
відпрацюванні технології улаштування зразків бурових паль натуральної 
величини. За даними статичних випробувань несуча здатність моделей  бурових 
паль з променевою п’ятою  у порівнянні з моделями бурових паль  таких же 
параметрів  але без розширеної п’яти вище понад у 2.6 разів. 
4. Визначені зони формування ущільненого грунтового ядра . Розвинення 
ущільненого  грунтового ядра збільшує площу  передавання тиску  і цим утягує в 
роботу  більший об’єм грунту основи, що збільшує несучу здатність палі. 
5. Досліджено граничні межі факторів, що впливають на процес 
бетонування: рухливість бетонної суміші більше 12 см, значення опору підйому 
бетонних сумішей – 0,156–0,246 МПа, раціональний тиск нагнітання бетонної 
суміші – 1,0–2,0 МПа. Експериментально було встановлено, що опір підйому 
бетонної суміші не збільшується при знаходженні арматурного каркасу у 
свердловині на момент бетонування. 
 
 
 
 
115 
 
 
CПИСОК  ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 
1.  сайт будівельної компанії ООО "Буд-майстер" [Электронный ресурс]. – 
Режим доступа: https://www.bud-mayster.com.ua/raboty/. 
2. Офіційний сайт асоціації "Реконфісс" [Электронный ресурс] . – Режим 
доступа: http://reconfiss.com.ua/objects/. 
3. Губій М.М., Ахмеднабієв Р.М. Проектування ремонту й підсилення 
будівель та споруд із застосування сучасних матеріалів і технологій: Навчальний 
посібник М.М.Губій, Р.М. Ахмеднабієв. – Ч.: Тимченко, 2007.- 192 с.  
4. Офіційний сайт ООО " Олімпія-Білд " [Электронный ресурс] . – Режим 
доступа: https://olympia-build.com.ua/nashi-obekty/. 
5.  Офіційний сайт ООО "Спецстроймонтаж-Украина" [Электронный 
ресурс] . – Режим доступа: http://specstrojmontazh.ua/services/svai.html/. 
6. Tamita Kosuke Патент №JP 86 129232/ Способ сооружения подземных 
этажей здания. – Япония: 05.06.86  
7. ВБН В.2.1-1-97 Підсилення фундаментів будівель та споруд, 
побудованих на лесових грунтах буроін'єкційними палями. – К.: 
Укрмонтажспецбуд, 2002. 
8. ВБН В.2.1 – 36 -2 -2002 Підсилення фундаментів будівель та споруд 
бугатосекційними вдавлюваними палями. – К.: Укрмонтажспецбуд, 2002. 
9. Ганичев И.А. Устройство искусственных оснований и фундаментов. – 
К.: Вища школа, 1987. 
10. Данилов Н.Н., Терентьев О.М. Технологія будівельних процесів. – К.: 
«Вища школа», 2001. 
11. Scientific Assessment Model for Construction Solution Selection 
[Электронный ресурс]. - International Press-in Association (community of press-in 
engineering) - Режим доступа: http://www.press-in.org/publications/en.  
12. Giken Seisakusho Co., Ltd. [Электронный ресурс] Silent piling 
technologies in Europe, South East Asia and USA. - 2020 / Giken, Press-in 
engineering: Режим доступа: https://www.giken.com 
116 
 
 
13. Лейкин Б.В. Техника для погружения свай методом статического 
вдавливания / Механизация строительства. –К.: Вища школа, 1967, №8. 
14. B. Khoshnevis, R. Russell, H. Kwon, & S. Bukkapatnam, Contour Crafting 
– A Layered Fabrication Technique, Special Issue of IEEE Robotics and Automation 
222 Magazine, 8:3 (2001-a) 33-42. 
15. Мостков В.М. Подземные сооружения большого сечения. – М.: Недра, 
1974. 
16. Перлей Е.М., Светинский Е.В., Гдалин С.В. Погружение свай 
вдавливанием. – Ленинград: Знание, 1983. 
17. Нестеров А.С. Обоснование конструктивно-технологических 
параметров оборудования для погружения свай методом вдавливания (с 
применением анкерного устройства): диссертация канд. тех. наук: 05.05.04 / 
Нестеров Андрей Сергеевич. – К., 2008. – 157 с.. 
18. ДСТУ ISO 14688-1:2021 Геотехнічні дослідження та випробування.. – 
К: Будстандарт, 2021. 
19. Прентис Е.М., Уайт Л.В. Подводка фундаментов под существующие 
здания.    – М.: ОНТИ, 1935. 
20. Пустовойтенко В.П. Геотехнічне забезпечення підземного будівництва 
в Україні. – К.: Наукова думка, 1999. 
21. Савйовский В.В., Болотных О.Н. Ремонт и реконструкция гражданских 
зданий. – К.: Вища школа, 1996.  
22. Санаровський Р.С., Астафьєв Д.О., Улицький В.М., Зібер Ф.К. 
Посилення при реконструкції будівель та споруд.  –К.: Вища школа, 1999. 
 23. Смородинов М.И. Будівництво заглиблених споруд. – К.: Вища школа, 
1993. 
24. ДБН А.3.2-2-2009. Охорона праці і промислова безпека в будівництві. – 
К.: Мінбуд, 2010. 
25. ДБН В.2.1-10-2009 Основи та фундаменти споруд. Основні положення 
проектування. -  К.: Мінбуд, 2009. 
26. СниП 2.02.03 - 85  Свайные фундаменты. – М.: Стройиздат, 1991. 
117 
 
 
27. Теличенко В.И., Лапидус А.А., Тереньтьев О.М. Технология 
возведения зданий и сооружений. – К.: «Высшая школа», 2002. 
28.  Дудар І. Н. Технологія будівельних процесів (посібник для самостійної 
роботи студентів): навч. посібник для студ. буд. ф-ту / І. Н. Дудар ; Вінницький 
держ. технічний ун-т. - Вінниця : 1999. - 180 с. 
29. Навчальний практикум з дисципліни "Технологія будівельного 
виробництва" [Текст] / І. В. Шихненко [и др.] ; ред. М. Г. Ярмоленко ; Київський 
національний ун-т будівництва і архітектури. - К. : [б.в.], 1999. - 144 с. 
30. Улицкий В.М., Шашкин А.Г. Геотехническое сопровождение 
реконструкции городов. – Ленинград: Знание, 1990. 
31. Чумаков Ю.І., Вакліс М.Ф., Єфременко В.М. Технологія підсилення 
фундаментів і освоєння підземного простору / Будівництво України  – К.: 
Наукова думка, 2002, №6. 
32. Alberts D. Beurteilung lter Spundwandbauwerke an den norddeutschen Küsten / 
D. Alberts, F. Eissfeldt, B. Schuppener // Vortrag auf der Baugrundtagung der 
Deutschen Gesellschaft für Erd- und Grundbau. Nürnberg, 1986. 
 33.  Blum H. Beitrag zur Berechnung von Bohlwerken / H. Blum // Bautechnik №27 
(2), 1950. - S. 45 - 52. 
34. Buja H. O. Handbush des Spezialitiefbaus / H. O. Buja // Werner Verlag. 
Düsseldorf, 2001. - 346 S. 
35.  Forschungsbericht: Exentrische Lasteinleitung in Z-Bohlen - Tragverhalten und 
Bemessungskonzept. Auftrag von Profil Arbed. Aachen, 1999. 
36.  Grabe J. Finite Elemente Analyse zur Vibrationsrammung von Pfählen // J. 
Grabe, K.-P. Mahutka // Bautechnik №82 (9), 2005. - S. 632 - 640. 
37.  Herzog M. Zum Versagen einer verankerten Spundwand am Houston Ship 
Channel / M. Herzog // Die Bautechnik. - Emst & Sohn, Berlin - 1995. - S. 51-55. 
38. Крицберг Л.В., Ходорів І.В., Смирнов А.Ю. Застосування ґрунтових паль 
для посилення слабких підстав. «Будівельна техніка й технології», №.М: ТОВ 
«Медіа Глоб», 2004. с. 66-69. 
39. Абраменков Є.А., Грузин В.В. Засобу механізації для підготовки підстав і 
118 
 
 
пристрою фундаментів. Новосибірськ: НГАСУ, 1999. - 215с. 
 
40. Сорочан Е.А., Глухів B.C. і ін. Посилення нестійких підстав з 
поліпшенням будівельних властивостей. Тез. докл. конф. «Пристрій і 
посилення фундаментів з поліпшенням будівельних властивостей ґрунтів 
підстав» 23-26 верес. 1991 р. 1991. - 130 с. 
41. Лихо С.В., Гергель А.Н. Математичне моделювання напружене- 
деформованого стану фундаментів, що споруджуються без вилучення 
ґрунту. Праці V міжнародної конференції із проблем пальового 
фундаментобудування. Тому 1. М., 1996. - с. 17-21. 
42. Бугрів А.К., Мишаков В.А. Деформований^-деформований-напружено-
деформований стан підстави, посилений піщаними палями з розширенням 
з утрамбованого щебенів. Праці VI міжнародної конференції із проблем 
пальового фундаментобудування. Тому 2, розділ 3. М., 1998. - с.52-56. 
43.  Панин І.А., Крицберг Л.В., Смирнов А.Ю. Удосконалювання технології 
укладання бетонної суміші при спорудженні фундаментів і інших 
конструкцій з бетону й залізобетону. Праці ЦНИИС, вип. 209. М., 2002. с. 
45-58. 
44.  ДСТУ 5686-94. Палі, методи польових випробувань. 
45. Пилягин А.В., Шукенбаев А.Б. Рентгенографічний метод дослідження 
деформацій підстав модельних пальових фундаментів. Праці V 
міжнародної конференції із проблем пальового фундаментобудування. 
Т.1.М.: 1996.-с. 137-141. 
46.  Ходорів І.В., Виноградов О.В. Методика лабораторних досліджень 
процесу об'ємного віброштампування твердого матеріалу в підставі 
буронабивной палі. Праці ЦНИИС, вип. 216. М., 2003. с. 58-64. 
47.  Адлер Ю.П. Введення в планування експерименту. М.: Статистика, 1969. 
48.  Спиридонов A.A. Планування експерименту при дослідженні 
технологічних процесів. М.: Машинобудування, 1981. - 184 с. 
49. ДСТУ 5180-84, Ґрунти. Методи лабораторного визначення фізичних 
119 
 
 
характеристик. 
50.  ДСТУ 12248-95. Ґрунти. Методи лабораторного визначення 
характеристик міцності й деформируемости. 
51.  ДСТУ 12536-79. Ґрунти. Методи лабораторного визначення 
гранулометрического (зернового) і мікроагрегатного состава. 
52.  Березанцев В.Г., Ярошенко В.А., Прокопович А.Г., Разоренов І.Ф. 
Сидоров Н.Н. Дослідження міцності піщаних підстав. Праці ЦНИИС, вип. 
28. М.: Трансжелдориздат, 1958. - 140 с. 
53.  Смирнов А.Ю., Ходорів І.В. Експериментальні дослідження особливостей 
формування щебеневого ядра під підошвою бурової палі в піщаних і 
глинистих ґрунтах. Праці техн. конф. «Будівництво й експлуатація 
транспортних споруджень у районах розвитку небезпечних геологічних 
процесів» (тези доповідей). 7-9 окт. 2003 р., МИИТ. М., 2003. 
54.  Ходорів І.В. Результати експериментальних досліджень процесу 
об'ємного віброштампування твердого матеріалу в підставі буронабивной 
палі. Праці ЦНИИС, вип. 220. М., 2004. 
 
 
  
 
120