8.4.2 Розрахункову модель системи "основа - фундамент - споруда" слід, як правило, представляти у вигляді просторових підструктур - основних моделей підсистем: основи, фундаменту і надфундаментної частини споруди.
При об'єднанні (з'єднанні) підсистем у повну систему "основа - фундамент - споруда" необхідно, щоб на їх межах задовольнялись умови сумісності переміщень основи і фундаменту, фундаменту і надфундаментної частини будівлі чи споруди та умови рівноваги зусиль (напружень), що діють на основу і фундамент, на фундамент і будівлю або споруду.
Для розрахунку основних підсистем можуть застосовуватись методи розділення на підсистеми (суперелементи) більш низьких рівнів із використанням методів пониження порядку рівнянь.
8.4.3 Для розрахунків слід застосовувати програмні засоби і комплекси, що пройшли сертифікацію.
8.4.4 Розрахункова модель, складена згідно з 8.4.1, може використовуватись при моніторингу згідно з 19.3. У цьому випадку проводять оперативну зміну параметрів моделі (наприклад, введення конструкцій підсилення, зростання вимушених деформацій) та коригування гідрогеологічних умов, що дозволяє отримувати нові дані про напружено-деформований стан масиву грунту та споруди при їх взаємодії.
8.5 Палі і пальові фундаменти
8.5.1 Класифікація і номенклатура паль. Види пальових фундаментів
а) забивні залізобетонні, дерев'яні і металеві, що занурюють у ґрунтову основу без виймання ґрунту за допомогою палебійних механізмів, віброзанурювачів, вібровдавлювальних і вдавлювальних пристроїв;
б) набивні бетонні і залізобетонні, що влаштовують у ґрунтовій основі шляхом укладання бетонної суміші в порожнини, утворені в результаті: примусового витіснення ґрунту (буроін'єкційні), буріння з утворенням свердловин (бурові) або екскавації ґрунту грейфером із прямокутних отворів (барети); у порожнини можуть бути встановлені залізобетонні елементи;
в) палі-оболонки залізобетонні, що заглиблюють віброзанурювачами без виймання або з частковим вийманням ґрунту і не заповнюють бетонною сумішшю (забивні), а також із виїмкою ґрунту і заповненням частково або повністю бетонною сумішшю (набивні);
г) ґрунтоцементні, що влаштовують у ґрунтовій основі шляхом перемішування ґрунту з водоцементною суспензією за струменевою або бурозмішувальною технологіями;
д) гвинтові;
е) бурозагвинчувані (бурогвинтові).
8.5.1.3 За умовами взаємодії з ґрунтовою основою, в залежності від властивостей ґрунтів під нижніми кінцями, внаслідок чого складається відповідна розрахункова схема, палі слід поділяти на палі-стояки і висячі.
До паль-стояків належить відносити палі всіх видів, що прорізають слабкі шари ґрунту і передають навантаження нижнім кінцем на практично нестисливі (скельні) або малостисливі (напівскельні) ґрунти.
Примітка. До малостисливих ґрунтів відносять великоуламкові ґрунти з піщаним заповнювачем середньої щільності і щільним, а також глини твердої консистенції у водонасиченому стані з модулем деформації Е ≥ 50 МПа.
Сили тертя (опору ґрунтів) по бічній поверхні паль-стояків (за винятком, коли вони є довантажувальними силами) у розрахунках несучої здатності паль за властивостями ґрунтової основи на стискувальне навантаження допускається не враховувати.
До висячих паль слід відносити палі всіх видів у стисливих ґрунтах, які передають навантаження в ґрунти основи бічною поверхнею і нижнім кінцем.
8.5.1.4 Забивні залізобетонні палі і палі-оболонки слід поділяти:
а) за способом армування – на палі і палі-оболонки з ненапруженою поздовжньою арматурою з поперечним армуванням і на попередньо напружені із стрижньовою або дротяною поздовжньою арматурою (з високоміцного дроту або арматурних канатів) з поперечним армуванням і без нього;
б) за формою поперечного перерізу – на палі квадратні, прямокутні, трикутні, ромбоподібні, круглі, таврового і двотаврового перерізів, квадратні з круглою порожниною, порожнисті круглого перерізу і отвору;
в) за формою поздовжнього перерізу – на призматичні і з похилими бічними гранями (пірамідальні, трапецеїдальні);
г) за конструктивними особливостями – на палі суцільні і складені (з окремих секцій);
д) за конструкцією нижнього кінця – на палі із загостреним або плоским нижнім кінцем, із плоским або об'ємним розширенням (булавоподібні) і на порожнисті палі із закритим або відкритим нижнім кінцем, з розширенням, утвореним механізмами, або з камуфлетною п'ятою, а також з нижнім кінцем, що збільшується в кількості (коренеподібні).
Номенклатура забивних залізобетонних паль наведена у ДСТУ Б В.2.6-65, ГОСТ 19804.5, ГОСТ 19804.6 та серіях: 1.011.1-10 вип. 1, 8; 3.015-5, 1.821.1-2.
8.5.1.5 Набивні палі за способом влаштування поділяють на:
а) набивні, що влаштовують шляхом занурення інвентарних труб, нижній кінець яких закритий башмаком, що залишається в ґрунті, або бетонною пробкою з подальшим витяганням цих труб у міру заповнення свердловин бетонною сумішшю;
б) набивні віброштамповані, що влаштовують у свердловинах або порожнинах прямокутного поперечного перерізу шляхом їх заповнення жорсткою бетонною сумішшю, що ущільнюється віброштампом у вигляді труби із загостреним нижнім кінцем і закріпленим на ній віброзанурювачем;
в) набивні у виштампованому ложі, що влаштовують шляхом виштампування в ґрунті порожнин пірамідальної або конусної форми з подальшим заповненням їх бетонною сумішшю.
8.5.1.6 Бурові палі за способом влаштування поділяють на:
а) буронабивні суцільного перерізу, у т.ч. буросічні з розширеннями і без них, що влаштовують:
б) буронабивні порожнисті круглого перерізу, що влаштовують із застосуванням багатосекційного вібросердечника;
в) буронабивні з ущільненим нижнім кінцем, що влаштовують шляхом втрамбовування в забій свердловини щебеню або жорсткого бетону;
г) буронабивні з камуфлетною п'ятою під нижнім кінцем, що влаштовують шляхом буріння свердловин із подальшим утворенням розширення вибухом і заповненням свердловин бетонною сумішшю;
д) буроін'єкційні палі:
В основах, що містять глинисті ґрунти текучопластичної або текучої консистенції, застосування буроін'єкційних паль великого діаметра повинно бути обґрунтовано даними випробувань пробних паль, які підтверджують можливість якісного формування стовбура паль у цих ґрунтах.
Застосування буроін'єкційних паль великих діаметрів у водонасичених нестійких ґрунтах поряд з існуючими будівлями допускається тільки при виконанні заходів, що виключають деформації цих будівель внаслідок виносу ґрунту (механічної суфозїї) із основи існуючих фундаментів;
е) палі-стовпи, що влаштовують шляхом буріння свердловин із розширенням або без нього, укладання в них цементно-піщаного розчину і опускання в свердловини циліндричних або призматичних елементів суцільного перерізу (прокату);
ж) буроопускні палі з камуфлетною п'ятою під нижнім кінцем, які відрізняються від буронабивних паль із камуфлетним нижнім кінцем (див. "г") тим, що після утворення камуфлетного розширення і заповнення його бетоном у свердловину опускають збірну залізобетонну палю;
и) буронабивні з розширеним нижнім кінцем, порожнину під яку влаштовують фрезовим розширювачем;
к) ґрунтоцементні, які виготовляються за бурозмішувальною чи струменевою технологіями для влаштування пальової основи.
Примітка 1. Застосування ґрунтоцементних паль, які виготовляють за струменевою технологією, не допускається у просідаючих ґрунтах.
Примітка 2. Обсадні труби допускається залишати в ґрунті у наступних випадках: при влаштуванні буронабивних паль у пластах ґрунтів із швидкістю фільтраційного потоку понад 200 м/доб, при застосуванні буронабивних паль для закріплення активних зсувів за наявності відповідного обґрунтування.
а) палі-колони;
б) одиночні палі з оголовком під окремо розташовані опори;
в) пальові стрічки – пальово-стрічкові фундаменти зі стрічковим ростверком під стіни і колони споруд із розташуванням паль в один, два і більше рядів;
г) групи паль – пальові фундаменти під колони чи стовпи зі стовбчастим або плитним ростверком і розташуванням паль у плані прямокутної, трикутної, трапецієподібної та інших форм;
д) пальово-плитні фундаменти – пальові фундаменти під усю споруду з розташуванням паль у відповідності з розташуванням вертикальних несучих конструкцій і об'єднанням голів паль суцільною плитою-ростверком (можливо з отворами), розташованою на ґрунтовій основі.
Під пальовими угрупуваннями розуміють:
е) пальове поле – велика група паль, призначена для передачі частини навантажень від пальового фундаменту в основу, або як пальову основу, призначену для її укріплення;
ж) пальові "стінки – утримуючі конструкції стін котлованів або відсікаючі стіни (екрани) між фундаментами споруд в умовах щільної забудови.
8.5.1.10 Сполучення пальового ростверка з палями допускається виконувати як шарнірним, так і жорстким.
Шарнірне сполучення слід застосовувати:
Жорстке сполучення пальового ростверка з палями слід виконувати у разі, коли:
а) стовбури паль розташовуються в слабких ґрунтах (пухких пісках, глинистих ґрунтах текучої консистенції, мулах, торфах тощо);
б) вертикальне навантаження, яке передається на палю, прикладене до неї з ексцентриситетом, що виходить за межі її ядра перерізу;
в) на палю діють горизонтальні навантаження, переміщення від яких при вільному спиранні (на пальову основу) виявляються більше граничних для проектованої будівлі або споруди (далі за текстом споруд);
г) у фундаменті є похилі або складені вертикальні палі;
д) палі працюють на висмикувальні навантаження.
8.5.2 Проектування паль і пальових фундаментів Загальні вимоги
Вибір конструкції і розмірів паль повинен здійснюватися з урахуванням значень і напряму дії навантажень на фундаменти (у тому числі технологічних навантажень), а також технології зведення споруди.
8.5.2.4 Шарнірне сполучення ростверка з палями повинно враховуватися в розрахунках умовно як шарнірне сполучення і при монолітних ростверках повинно виконуватися шляхом закладення голови палі в ростверк на глибину 5–10 см без армування.
Примітка. При невеликих (400 кН і менше) вертикальних навантаженнях допускається вільне спирання ростверка на вирівняну цементним розчином поверхню голови палі.