8.5.2.26 Для окремо розташованих фундаментів розрахункове навантаження на палю N, кН, допускається визначати, розглядаючи фундамент як рамну конструкцію, що сприймає вертикальні і горизонтальні навантаження та згинальні моменти.

Для окремо розташованих фундаментів із вертикальними палями розрахункове навантаження на палю допускається визначати за формулою:

  1. Горизонтальне навантаження, що діє на окремо розташований фундамент із верти кальними палями однакового поперечного перерізу і довжини, допускається приймати рівномірно розподіленим між усіма палями.
  2. Перевірка стійкості пальового фундаменту і його основи повинна виконуватися відповідно до вимог цих норм з урахуванням дії додаткових горизонтальних реакцій від паль, прикладених до зрушуваної частини ґрунту.
  3. Розрахунок паль і пальових фундаментів за деформаціями слід виконувати виходячи з умови

8.5.2.30 Розрахунок системи "паля-основа" повинен також включати:

а) оцінку стійкості навколопальового ґрунту основи, який повинен задовольняти умову обмеження тиску на ґрунт бічними поверхнями паль граничним опором ґрунту;

б) перевірку перерізів паль за властивостями матеріалу за граничними станами першої і другої груп (за міцністю, утворенням і розкриттям тріщин).

8.5.3 Визначення несучої здатності паль за властивостями ґрунтової основи

8.5.3.1 Несучу здатність паль за властивостями ґрунтової основи слід визначати: розрахунковими методами – згідно з 8.5.3.2; за даними польових випробувань – згідно з 8.5.3.5, а для остаточного її визначення і робочого проектування – за даними випробувань натурних паль.

Розрахункові методи

8.5.3.2 Визначення несучої здатності паль і пальових фундаментів за властивостями ґрунтової основи розрахунковими методами виконують:

із застосуванням математичного моделювання роботи палі сумісно з ґрунтовою основою на спільну дію вертикальних і горизонтальних сил та моменту – в усіх випадках розрахунків пальових фундаментів;

за розрахунком із використанням формул та табличних значень розрахункового опору ґрунту під нижнім кінцем і на бічній поверхні палі згідно з додатком Н – для попереднього вибору і обґрунтування параметрів паль. У випадку близько розташованих паль необхідно враховувати груповий ефект (наприклад, замість периметрів паль застосовувати огинаючий периметр групи паль).

8.5.3.3 При складанні розрахункової схеми слід ураховувати характер сполучення палі з ростверком (жорстке чи шарнірне) і конструкцію ростверка (високий чи низький).

У разі жорсткого сполучення палі з ростверком виключається можливість повороту її голови, що потребує врахування моментних зусиль, які виникають у місці сполучення палі з ростверком.

8.5.3.4 Довантажувальні сили тертя, що виникають на бічній поверхні паль при осіданні навколопальового ґрунту і спрямовані вертикально вниз, слід враховувати у випадках:

  • планування території підсипкою товщиною більше 1,0 м;
  • завантаження підлоги складів змінним (ДБН В.1.2-2) навантаженням більше 20 кН/м2;
  • завантаження підлоги біля фундаментів змінним навантаженням від устаткування більше 100 кН/м2;
  • збільшення ефективних напружень у ґрунті за рахунок зняття зважувальної дії води при пониженні рівня ґрунтових вод;
  • незавершеної консолідації ґрунтів сучасних і техногенних відкладень;
  • ущільнення незв'язних ґрунтів при динамічних впливах;
  • просідання ґрунтів при замочуванні;
  • впливу нового будівництва.

Примітка. Довантажувальні сили тертя, що виникають у просідаючих ґрунтах, слід враховувати відповідно до вимог підрозділу 8.5.5.

Польові випробування

8.5.3.5 Визначення несучої здатності паль за властивостями ґрунтової основи за даними польових випробувань виконують згідно з ДСТУ Б.В.2.1-27 шляхом випробувань натурних паль і за результатами випробувань ґрунтів палями згідно з ДСТУ Б В.2.1-1 (ГОСТ 5686) та ДСТУ Б В.2.1-9 (ГОСТ 19912) наступними методами:

  • випробуванням натурних паль вдавлювальним, висмикувальним та горизонтальним статичними навантаженнями;
  • динамічними випробуваннями натурних забивних паль;
  • встановленням окремого значення граничного опору забивної палі за даними випробувань ґрунтів еталонними палями типів І, II, III;
  • встановленням окремого значення граничного опору забивної палі за даними випробувань палі-зонду;
  • встановленням значення граничного опору паль за даними статичного зондування ґрунтів.

Примітка. Спеціалізованою організацією може бути встановлений розрахунковий опір Ґрунтів для розрахунків несучої здатності паль за властивостями ґрунтової основи за результатами: статичного зондування ґрунтів; розрахунків несучої здатності паль за властивостями ґрунту.

8.5.4 Розрахунок паль і пальових фундаментів за деформаціями ґрунтових основ споруд

  1. Розрахунок пальових фундаментів за деформаціями основ для споруд класів відповідальності СС3, СС2 (згідно з ДБН В.1.2-14) слід, як правило, виконувати в складі загальних розрахункових схем, у нелінійній постановці з використанням адекватних моделей ґрунтової основи та числових методів розрахунку.
  2. Для моделювання пальових фундаментів при складанні розрахункових схем слід використовувати можливості наявних програмних засобів. При цьому палі і об'єднуючі їх ростверки моделюють скінченними елементами деформованого твердого тіла.

Для моделювання роботи ґрунтової основи слід використовувати: скінченні елементи, призначені для розрахунку ґрунтового середовища; замкнені рішення для лінійно деформованого півпростору, що деформується під розподіленим навантаженням, прикладеним до його поверхні в плані та по вертикалях, починаючи з поверхні.

  1. Розрахунки паль і їх груп слід виконувати розв'язуванням задачі про переміщення стрижня в пружному півпросторі (згідно з підрозділом П1).
  2. При проектуванні пальово-плитних фундаментів із розстановкою паль під несучі конструкції (колони, стіни, сходові та ліфтові блоки) на відстані 4 м і більше з застосуванням суцільних стрічкових та плитних низьких ростверків, коли осідання поверхні від власної ваги ґрунту не прогнозуються, доцільно враховувати спирання ростверка на основу. У цьому випадку розрахунки виконують відповідно до підрозділу 7.6, додатка Д, цього розділу і підрозділу П1.
  3. При складанні розрахункових схем та виконанні розрахунків пальових фундаментів за деформаціями основи слід враховувати взаємний вплив навантажень ґрунтової основи системою паль і ростверків.

8.5.4.6 Розрахунки слід виконувати, як правило, з застосуванням ітераційного процесу, оскільки реакції основи залежать від співвідношень деформаційних властивостей ґрунтів у різних зонах (під ростверком, між палями і нижче п'яти або вістря паль).

  1. Розрахунки за деформаціями основи пальових фундаментів із забивних паль невеликої довжини (до 10...12 м) та їх груп з урахуванням взаємного впливу дозволяється виконувати за розрахунковою схемою умовного фундаменту (підрозділ П2).
  2. При розрахунках пальових фундаментів, що влаштовують в глибоких (більше 5 м) котлованах, доцільно враховувати ефект повторного навантаження, за якого в межах напружень від вийнятого ґрунту застосовують модулі пружності.

8.5.4.9 Розрахунок паль за деформаціями основи на сумісну дію вертикальних і горизонтальних сил і моменту слід виконувати методами математичного моделювання системи "будівля – пальовий фундамент – основа".

При цьому ґрунт навколо палі може розглядатися як лінійно-деформоване середовище, що характеризується коефіцієнтом жорсткості Cz , кН/м3, згідно з 8.5.2.19, або застосовуватись інші сучасні моделі ґрунту і розрахункові комплекси.

  1. При навантаженнях, що викликають в основі реакції, більші від розрахункових, слід використовувати схеми змінних параметрів (змінних коефіцієнтів жорсткості основи).
  2. Фундаменти з паль, що працюють як палі-стояки, висячі одиночні палі, які сприймають поза групами висмикувальні навантаження, а також пальові групи, що працюють на висмикувальні навантаження, розраховувати за деформаціями не потрібно.

8.5.5 Проектування пальових фундаментів у ґрунтових основах з особливими властивостями

Загальні вимоги

8.5.5.1 При розробленні проекту пальових фундаментів у ґрунтах з особливими властивостями необхідно враховувати наступні дані: конструктивну схему проектованої споруди з урахуванням заходів захисту; розміри несучих конструкцій і матеріал, з якого вони проектуються; наявність і геометричні розміри заглиблених конструкцій існуючих споруд і їх фундаментів; конструкції підлог і технологічні навантаження на них; навантаження на фундамент від будівельних конструкцій; розміщення технологічного устаткування; навантаження, що передаються від нього на будівельні конструкції, а також вимоги до граничних осідань і кренів будівельних конструкцій і фундаментів під устаткування.

Пальові фундаменти у просідаючих ґрунтах

  1. Проектування пальових фундаментів у просідаючих ґрунтах повинне виконуватися спеціалізованими організаціями, які мають відповідні ліцензії на проектування споруд у складних інженерно-геологічних умовах згідно з вимогами ДБН В.1.1-5, ч.II.
  2. Інженерно-геологічні вишукування на будівельних майданчиках, складених просідаючими ґрунтами, слід проводити згідно з ДБН А.2.1-1. Результати вишукувань повинні містити окремі і максимально можливі значення просідання ґрунтів у діапазоні діючих напружень, що передбачаються в основі споруд в тому числі від власної ваги (при переплануванні, особливо з урахуванням ваги підсипки).
  3. Пальові фундаменти на територіях із просідаючими ґрунтами слід застосовувати у випадках, коли можливе прорізання палями всіх шарів просідаючих і інших видів ґрунтів, деформаційні і міцнісні характеристики яких знижуються при замочуванні.

Нижні кінці паль мають бути заглиблені, як правило, в скельні, піщані щільні і середньої щільності ґрунти.

Заглиблення кінців паль у глинисті ґрунти допускається при такому показнику текучості у водонасиченому стані, який забезпечує необхідну несучу здатність при прийнятому для розрахунку осіданні палі, що не перевищує граничне осідання su, визначене статичними випробуваннями.

  1. У випадку, якщо за результатами інженерних досліджень встановлено, що занурення забивних паль у просідаючі ґрунти може бути утруднене, в проекті має бути передбачене влаштування лідерних свердловин.
  2. При проектуванні пальових фундаментів у ґрунтових умовах, де просідання ґрунтів від власної ваги становить 30 см і більше, слід, як правило, передбачати заходи щодо зменшення вели чини просідання шляхом зрізання ґрунту або ущільнення попереднім замочуванням, замочуванням із вибухом, влаштуванням у просідаючій товщі пальової основи фундаментів з ґрунтонабивних, ґрунтоцементних, піщано-вапняних паль чи іншими методами.

Вказані способи повинні забезпечувати усунення або зменшення просідання ґрунтової товщі від її власної ваги в межах площі забудови і на відстані, яка дорівнює половині просідаючої товщі довкола неї з метою зменшення довантажувальних сил на палі фундаментів.

Цієї ж мети можна досягти застосуванням антифрикційного покриття бічної поверхні паль у межах просідаючої товщі.

8.5.5.7 Розрахунок паль у ґрунтових умовах, коли відсутнє просідання від власної ваги ґрунту, слід виконувати відповідно до підрозділу 8.5.3 і додатка Н з урахуванням того, що розрахункові опори ґрунтів під нижніми кінцями R і на бічній поверхні fi палі (таблиці Н.2.1, Н.2.2 і Н.3.3), коефіцієнти пропорційності К (таблиця Н.8.1), модуль деформації Е, кут внутрішнього тертя φ і питоме зчеплення с повинні визначатися за умов:

а) якщо можливе замочування ґрунтів основи, то при повному водонасиченні ґрунту розрахункові табличні характеристики слід приймати при показнику текучості, що визначається за формулою

б) якщо замочування ґрунтів основи неможливе, то при вологості w і показнику текучості IL ґрунту – в природному стані (коли w < wp приймається wp).

  1. Несуча здатність паль у виштампованому ложі у ґрунтових умовах, коли відсутнє просідання від власної ваги ґрунту, повинна призначатися відповідно до додатка Н як для забивних паль із похилими гранями при дотриманні вимог, викладених у 8.5.5.1.
  2. Несучу здатність паль у ґрунтових умовах, коли відсутнє просідання від власної ваги ґрунту, за результатами їх статичних випробувань, проведених з локальним замочуванням ґрунту в межах всієї довжини палі згідно з ДСТУ Б В.2.1-1 (ГОСТ 5686), слід визначати відповідно до ДСТУ Б В.2.1-27.
  3. Не допускається визначати несучу здатність паль і паль-оболонок, що влаштовуються в просідаючих ґрунтах, за даними результатів їх динамічних випробувань, а також визначати розрахункові опори просідаючих ґрунтів під нижнім кінцем R і на бічній поверхні палі fi за даними результатів польових випробувань цих ґрунтів зондуванням. Статичне зондування необхідно виконувати на глибину, більшу за товщу просідання при виборі шарів ґрунту для спирання паль у відповідності з 8.5.5.4.
  4. Палі за несучою здатністю ґрунтів основи в просідаючих ґрунтах слід розраховувати з умови

Примітка 1. Значення довантажувальної сили тертя слід визначати: Рn – для повністю водонасиченого ґрунту при можливому замочуванні ґрунтів зверху; Р'n – для ґрунтів природної вологості в разі замочування ґрунтів знизу (при підйомі рівня ґрунтових вод).

Примітка 2. За міцністю матеріалу палі мають бути розраховані на навантаження N + Рn (при замочуванні ґрунтів зверху) або N + Р'n (при замочуванні ґрунтів знизу), що діє на глибині hsl (8.5.5.12).

8.5.5.12 Довантажувальна сила тертя Рп у водонасичених ґрунтах і Р'п в ґрунтах природної вологості, що діє на бічній поверхні палі, кН, приймається такою, що дорівнює найбільшому граничному опору палі завдовжки hsl за випробуванням висмикувальним навантаженням згідно з ДСТУ Б В.2.1 (ГОСТ 5686) відповідно у водонасичених ґрунтах і ґрунтах природної вологості.