Технологія пристрою бурових паль з багатомісними уширеннями, що влаштовуються із застосуванням електрогідравлічного ефекту
 
Сучасні геотехнічні технології дозволяють виготовляти бурові паль високої несучої здатності по лезу. При цьому питома (приведена до одиниці площі контакту «паля-грунт») несуча здатність палі по боковій поверхні мала.
Заходи по збільшенню бічній поверхні палі (діаметра) і ущільнення грунтів не дають значного ефекту. Так, найбільш ефективна в плані ущільнення прилеглих до палі грунтів і збільшення діаметра палі електророзрядними технологія дозволяє досягати лише невеликого (до 20% / 4 /) в порівнянні з іншими технологіями збільшення підвищення несучої здатності палі по боковій поверхні. Це пов'язано з тим, що фрикційні властивості прилеглих до палі грунтів (найбільш значимий з параметрів, що визначають величину несучої здатності палі по боковій поверхні) малі.
У зв'язку з вищесказаним вкрай перспективно застосування технології виготовлення паль з багатомісними уширеннями (БМУ). В основі цієї технології лежить використання не фрикційних, якi характеризуються величиною питомої опору грунту по боковій поверхні fI, а значно більше високих несучих властивостей (розрахунковий опір грунту під нижнім кінцем палі R) грунтів.
 
Технологія влаштування паль з багатомісними уширеннями відома з 60-х років минулого століття. Досвід використання таких паль є в Індії ФРН, Великобританії, Японії, СРСР. Конструкція такої палі являє собою бурову палю з розширенням на п'яті. Вище цього розширення в залежності від типу геолого-технічних умов і необхідної несучої здатності палі виконуються додаткові розширення.
Палі з багатомісними уширеннями при навантаженні працюють таким чином: на початковому етапі навантаження в роботу вступає верхнє розширення. У міру збільшення навантаження поступово включаються нижележащие розширення, при цьому кожне розширення виконує функцію додаткової опори.
Практика виготовлення таких паль показала їх високу ефективність. Несуча здатність паль з одним розширенням в 2,0 - 2,5 рази, а з двома - в 3,0 - 3,5 рази вище, ніж у паль, виконаних без розширень / 6 /.
Розрахунок несучої здатності БМУ проводиться за методикою, розробленою лабораторією основ і фундаментів Уральського НДІ «Уралпромстройнііпроект» / 3 /. При цьому, згідно із зазначеною методикою щоб уникнути накладення зон напружено-деформованого стану грунтів мінімально допустима відстань між розширеннями має бути не менше 2,5 діаметра розширення.
Незважаючи на очевидну ефективність БМУ їх застосування обмежується пристроєм паль з одним, максимум двома розширеннями. Це пов'язано
многодельностью і тривалістю процесу пристрою розширень механічними уширителями. Крім того, застосування механічно расширителей тягне собою ряд проблем:
- складність пристрою розширень в нестійких грунтах,
- неможливість якісної очистки (навіть при застосуванні ковшових бурів) зон розширень від шламу, що тягне за собою значні опади,
- разуплотнение грунтів і, пов'язане з цим, ослаблення їх несучих властивостей під уширеннями (за даними проф. Ван Імпе опір грунту в слабких грунтах зменшується вдвічі, а в морені - на третину / 1 /).
 Найсерйознішою проблемою при застосуванні механічних уширители є невизначеність місць розробки розширень по боковій поверхні при влаштуванні паль в перемежовуються грунтах. Це пов'язано з тим, що навіть при проведенні досліджень по самим жорстким вимогам нормативних документів (будівля? Рівня відповідальності та третьої категорії ґрунтових умов) сітка з буріння розвідувальних свердловин складає 20 х 20 м. Досвід роботи показує, що на відстані декількох метрів інженерно - геологічні умови можуть суттєво різнитися (зустрічатися не зафіксовані в процесі вишукувальних робіт лінзи, змінюватися висотні позначки покрівлі і підошви інженерно-геологічних елементів і т.д.). У перемежовуються грунтах розширення слід влаштовувати в слабкому грунті над щільними грунтами. При помилку у визначенні місця влаштування розширення ефективність цієї технології зводиться до нуля.
  З урахуванням вищесказаного пропонується пристрій БМУ із застосуванням електрогідравлічного ефекту (БМУ ЕГЕ).
Перевагами такого способу є:
- простота виконання (додається одна легковиполняемая операція),
-можливість точного визначення місця пристрою розширення (по догляду бетонної суміші),
- пристрій необхідної кількості розширень по довжині палі,
- максимальна в порівнянні з будь-якими іншими технологіями пристрою бурових паль уСильний несуча здатність сваі.Расчет несучої здатності БМУ ЕГЕ п'яті аналогічний розрахунку паль, при цьому діаметр розширення визначається згідно таб.2,3 / 2 /, а величина мінімально допустимого інтервалу між розширеннями, з огляду на результати численних досліджень по ущільненню грунту, становить 3,5 діаметра розширення. Пропонований спосіб пристрою БСУ відрізняється від активно застосовуються електророзрядних технологій (РІТ, Ерсте, ЕРГТ, НИИОСП, електронабівние палі і т.д.). При виготовленні паль ЕРТ разрядно-імпульсну обробку бічній поверхні палі слід проводити з кроком 0,3 - 0,5 м в пісках і 0,75 - 1,0 м в зв'язкових грунтах (п.9. / 2 /) незалежно від фізико-механічних характеристик. При цьому відбувається збільшення периметра бічній поверхні палі в місцях разрядно-імпульсної обробки і поліпшуються умови роботи грунту (враховується коефіцієнтом? Cf (таб.7.5 / 5 /). Паля має «гантелеобразную» форму. У цих умовах збільшення несучої здатності палі по боковій поверхні (величину розрахункового опору i-го шару грунту по боковій поверхні палі fi слід приймати по табл. 7.2. / 5 /) в порівнянні з іншими технологіями пристрою БСУ при цьому незначно, а в умовах слабких і перемежовуються грунтів разрядно-імпул ьсная обробка бічної поверхні палі за технологією ЕРТ може бути просто неефективна. Якщо ж виконувати палі за пропонованою технологією, де розширення працюють як додаткові опори, при забезпеченні заданих в таб.2,3 / 2 / коефіцієнтів розширень, то, при розрахунку несучої здатності палі по боковій поверхні величину розрахункового опору грунту під розширенням R слід приймати по табл. 7.1. / 5 /. Особливо ефективні БМУ ЕГЕ в умовах перемежовуються грунтів. При цьому пристрій розширень здійснюється в слабких грунтах, створюючи максимальну площу спирання на покрівлю щільних грунтів, що забезпечує більшу в порівнянні з технологією ЕРТ несучу здатність палі, при одночасному скороченні витрат матеріалів і трудозатрат.В таб. 2 наводяться порівняльні розрахунки НС буроін'єкційних (об'єкт №1) та буронабивних (об'єкт №2) паль, паль ЕРТ і паль БМУ ЕГЕ в інженерно-геологічних умовах конкретних будівельних майданчиках (розрахунки наведені в додатку) .Таб. 2 Розрахункова несуча здатність паль, виконаних за різними технологіям.№ об'ектаНесущая здатність палі, т (%) бурові сваісваі ЕРТСМУ ЕРТ1 (б / і палі) 14,2 (100) 48 (338) 80,8 (569) 2 (технологія CFA ) 52,7 (100) 163,3 (309) 211 (400) Слід зазначити, що розрахунки по палях з багатомісними уширеннями наведені з урахуванням коефіцієнтів розширень, зазначених в таб. 2.3 / 2 /. Значення вказаних розширень є мінімальними для забезпечення зазначених величин опорів грунту під уширеннями. Фактичні значення розширень, як показують обміри витягнутих паль, значно вище (рис.1). Так, в пісках середньої крупності при коефіцієнті розширення, що забезпечує ущільнення грунту аналогічного ущільнення грунту при забиванні палі, рівним 1,8 (таб. 2/2 /) фактичний коефіцієнт розширення склав 2,1, а в дрібних пісках відповідно 1,8 проти фактичного 2,4. Тому величину НС паль з багатомісними уширеннями, виконаними за технологією ЕРТ, при забезпеченні коефіцієнтів розширень, зазначених в таб. 2, 3/2 /, слід вважати мінімально гарантірованной.Устройство палі з багатомісними уширеннями по електро-розрядної розрядної технології виглядає наступним чином: - розробка конструкції палі за даними інженерно-геологічних досліджень (попереднє визначення кількості і місць улаштування розширень), - буріння свердловини , - заповнення свердловини твердеющим розчином, - разрядно-імпульсна обробка забою свердловини «під зав'язку» з обов'язковою перевіркою на «відскок», - визначення точного місця розширень по боковій поверхні (по догляду тв жевріючою розчину за один імпульс), - пристрій розширень із застосуванням ЕГЕ. - армування палі. Рис.1 Паля, витягнута на об'єкті: г. Москва, Садовницька набережна (фірма «Ріта») Слід зазначити, що крім ЕГЕ при влаштуванні розширень можуть бути використані і інші фізичні ефекти, що дозволяють створювати динамічний вплив на стінки свердловини, наприклад, електрохімічний вибух (ЕХВ). Вкрай перспективно застосування светогідравліческого ефекту (можливість реалізації зараз опрацьовується). Висновки. 1. Палі з багатомісними уширеннями, що здійснюються на підставі електро-гідравлічного ефекту є вкрай перспективним напрямком розвитку пальового фундаментостроенія..2. Основними достоїнствами цієї технології є: - забезпечення такого ущільнення грунту, при якому БМУ працює як забивна паля, - визначення точного місця пристрою розширень кожної палі, що необхідно при влаштуванні палі в умовах перемежовуються грунтів, - простота реалізації. 3. Технологія пристрою БМУ ЕРТ дозволяє істотно знизити вартість робіт по влаштуванню бурових паль. Пріложенія.Об'ект № 1.Інженерно-геологічні умови являють собою (с. 201/1 /): 0,00 м - 2,00 м - насипний ґрунт, 2,00 м - 5,50 м- піски пилуваті, 5,50 м - 14,50 м - суглинки пилуваті стрічкові м'якопластичного, 14,50 м - 20,50 м - суглинки пилуваті.