Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Nośność pali fundamentowych
według Eurokodu 7
opracowanie: mgr inż. Bartłomiej Czado
Politechnika Krakowska Instytut Mechaniki Budowli
Wydział Inżynierii Lądowej Zakład Współdziałania Budowli z Podłożem
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
PN-EN 1997-1:2008/Ap1: marzec 2010
Treść poprawki
Na stronie tytułowej pod  Zastępuje dopisać:
PN-B-02014:1988 częściowo
PN-B-02479:1998 częściowo
PN-B-02482:1983
PN-B-03010:1983
PN-B-03020:1981
PN-B-03040:1980
PN-B-03322:1980
1
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Pale w Eurokodzie
Rozdział 7 Fundamenty Palowe
7.1 Postanowienia ogólne
(1)P Postanowienia tego rozdziału mają zastosowanie do
pali stopowych,
pali tarciowych lub wyciÄ…ganych oraz
pali obciążonych siłą poprzeczną,
zagłębianych przez
wbijanie,
wciskanie,
wkręcanie lub
wiercenie,
z iniekcjÄ… lub bez.
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Stany graniczne posadowień na palach
7.2 Stany graniczne
(1)P Należy rozpatrzyć następujące stany graniczne, zestawiając ich wykaz:
 utrata ogólnej stateczności;
 wyczerpanie nośności fundamentu palowego;
 wyciągnięcie, albo niedostateczna nośność na wyciąganie fundamentu palowego;
 wyczerpanie nośności gruntu wskutek bocznego obciążenia fundamentu palowego;
 zniszczenie konstrukcji pala wywołane przez ściskanie, rozciąganie, zginanie,
wyboczenie lub ścinanie;
 łączne wyczerpanie nośności podłoża i fundamentu palowego;
 łączne wyczerpanie nośności podłoża i konstrukcji;
 nadmierne osiadanie;
 nadmierne podniesienie;
 nadmierne przemieszczenia boczne;
 niedopuszczalne drgania.
2
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Metody projektowania pali
7.4.1 Metody projektowania
(1)P W projektowaniu należy stosować jedno z poniższych podejść:
 na podstawie wyników próbnych obciążeń statycznych, których zgodność
z innym porównywalnym doświadczeniem została wykazana za pomocą
obliczeń lub w inny sposób;
 na podstawie empirycznych lub analitycznych metod obliczeniowych,
których wiarygodność została wykazana przez próbne obciążenia statyczne
w podobnych sytuacjach;
 na podstawie wyników próbnych obciążeń dynamicznych, których
wiarygodność została wykazana przez próbne obciążenia statyczne
w podobnych sytuacjach;
 na podstawie obserwacji zachowania porównywalnych fundamentów
palowych, jeżeli dane te są potwierdzone wynikami badań w terenie i badań
podłoża.
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Stan graniczny nośności
7.6 Pale obciążone osiowo
7.6.2 Opór podłoża pali wciskanych
7.6.2.1 Postanowienia ogólne
(1)P W celu wykazania, że fundament przeniesie projektowane obciążenie
wciskające z wystarczającym zapasem bezpieczeństwa nośności, dla wszystkich
przypadków i kombinacji obciążeń stanu granicznego nośności należy spełnić
następującą nierówność:
(7.1) Fc;d d" Rc;d
(3)P Dla pali w grupach należy rozpatrywać dwa mechanizmy zniszczenia:
 wyczerpanie nośności na wciskanie poszczególnych pali;
 wyczerpanie nośności na wciskanie pali i bloku gruntu zawartego między nimi.
3
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Stan graniczny nośności
7.6.2 Opór podłoża pali wciskanych
7.6.2.1 Postanowienia ogólne
(5)P Przy wyznaczaniu nośności obliczeniowej fundamentu należy uwzględnić
sztywność i wytrzymałość konstrukcji łączącej pale w grupie.
(9)P Jeżeli pod warstwą nośną, na której oparte są pale, zalega warstwa słabych
gruntów, to należy rozpatrzyć jej wpływ na nośność fundamentu na ściskanie.
(10)P Przy obliczaniu nośności podstawy pala należy uwzględnić
wytrzymałość strefy podłoża poniżej i powyżej podstawy pala.
UWAGA Stefa ta może rozciągać się na kilka średnic powyżej i poniżej podstawy pala.
Występowanie w tej strefie jakichkolwiek słabych gruntów ma stosunkowo duży wpływ na
nośność podstawy.
(12)P Jeżeli średnica podstawy pala jest większa od średnicy trzonu, należy
uwzględnić możliwy niekorzystny jej wpływ.
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Nośność podstawy pala
Modele obszaru stanu granicznego wokół podstawy pala:
a) wg Terzaghiego
b) wg Meyerhofa i Caquota-Kereisela
4
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Podejścia obliczeniowe
NA.2.6 Postanowienia dotyczÄ…ce 2.4.7.3.4.1(1)P
Przy sprawdzaniu stanów granicznych nośności podłoża (GEO) należy stosować:
 przy sprawdzaniu stateczności ogólnej  podejście obliczeniowe 3,
 przy sprawdzaniu pozostałych stanów granicznych  podejście obliczeniowe 2.
W podejściu obliczeniowym 2 obliczenia należy wykonać przyjmując wszystkie wartości
charakterystyczne, a współczynniki częściowe stosować przy sprawdzaniu warunku
nośności, tj. opór graniczny podłoża należy wyznaczać z wzoru 2.7b, przyjmując
wartość współczynnika obciążeń łF = 1,0 (podejście 2*).
Przy podejściu obliczeniowym 3. opór graniczny podłoża należy wyznaczać z wzoru
2.7c. Przy sprawdzaniu stanów granicznych nośności konstrukcji (STR) nośności
obliczeniowe Rd należy wyznaczać według zasad podanych w PN-EN 1992 do PN-EN
1996 w zależności od zastosowanego materiału konstrukcyjnego.
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Podejścia obliczeniowe
2.4.7.3.4.3 Podejście obliczeniowe 2
(1)P Należy sprawdzić, czy dla poniższej kombinacji zestawów współczynników
częściowych nie wystąpi stan graniczny zniszczenia lub nadmiernego
odkształcenia:
Kombinacja: A1  + M1  + R2
Podejście 2* stanowi uproszczenie podejścia 2, polegające na tym, że przy ocenie
oporu podłoża uwzględnia się siły przekazywane przez fundament na grunt od
obciążeń charakterystycznych, a nie obliczeniowych.
5
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Współczynniki częściowe
Tablica A.6  Współczynniki częściowe do nośności (łR)
dotyczÄ…ce pali wbijanych
Zestaw
Nośność Symbol
R1 R2 R3 R4
Podstawa Å‚b 1,0 1,1 1,0 1,3
Å‚s 1,0 1,1 1,0 1,3
Pobocznica (przy wciskaniu)
Å‚t 1,0 1,1 1,0 1,3
Całkowita (przy wciskaniu)
Å‚s;t 1,25 1,15 1,1 1,6
Pobocznica (przy wyciÄ…ganiu)
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Współczynniki częściowe
Tablica A.7  Współczynniki częściowe do nośności (łR)
dotyczÄ…ce pali wierconych
Zestaw
Nośność Symbol
R1 R2 R3 R4
Podstawa Å‚b 1,25 1,1 1,0 1,3
Å‚s 1,0 1,1 1,0 1,3
Pobocznica (przy wciskaniu)
Å‚t 1,15 1,1 1,0 1,5
Całkowita (przy wciskaniu)
Å‚s;t 1,25 1,15 1,1 1,6
Pobocznica (przy wyciÄ…ganiu)
6
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Współczynniki częściowe
Tablica A.8  Współczynniki częściowe do nośności (łR)
dotyczące pali wierconych świdrem ciągłym CFA
Zestaw
Nośność Symbol
R1 R2 R3 R4
Podstawa Å‚b 1,1 1,1 1,0 1,45
Å‚s 1,0 1,1 1,0 1,3
Pobocznica (przy wciskaniu)
Å‚t 1,1 1,1 1,0 1,4
Całkowita (przy wciskaniu)
Å‚s;t 1,25 1,15 1,1 1,6
Pobocznica (przy wyciÄ…ganiu)
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Wyznaczanie nośności
pali fundamentowych
na podstawie wyników
próbnych obciążeń statycznych
Politechnika Krakowska Instytut Mechaniki Budowli
Wydział Inżynierii Lądowej Zakład Współdziałania Budowli z Podłożem
7
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Próbne obciążenia pali
Obciążenie przykładane jest najczęściej za pomocą siłownika hydraulicznego:
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Próbne obciążenia pali
Metodyka badań może się róz
nić sposobem zapewnienia reakcji dla siły wciskającej:
1.Poprzez
obciążenie balastem
2.Poprzez
wykonanie w gruncie
elementów kotwiących
(pale, kotwy gruntowe)
8
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Próbne obciążenia pali
7.5 Próbne obciążenia pali
7.5.1 Postanowienia ogólne
(1)P Próbne obciążenia pali należy przeprowadzać w następujących sytuacjach:
 gdy stosuje się rodzaje pali lub metody wykonywania, dla których brak jest
porównywalnych doświadczeń;
 gdy pale nie były badane w porównywalnych warunkach gruntowych
i obciążeniowych;
 gdy pale będą podlegać obciążeniom, dla których teoria i doświadczenie nie
zapewniają wystarczającej pewności projektowania.
Wymaga się wówczas, aby procedura badań pali obejmowała obciążenie
podobne do przewidywanego obciążenia;
 gdy obserwacje podczas procesu wykonywania wskazują, że zachowanie
pala odbiegnie znacznie i niekorzystnie od zachowania przewidywanego
na podstawie badań terenowych albo doświadczeń, oraz gry dodatkowe
badania podłoża nie wyjaśniają powodów tego odchylenia.
9
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Próbne obciążenia pali
7.5.2.2 Pale próbne
(1)P Liczbę pali próbnych, koniecznych do weryfikacji projektu, należy wybrać,
uwzględniając następujące czynniki:
 warunki gruntowe i ich zmienność w obrębie placu budowy;
 kategorię geotechniczną budowli, jeśli to konieczne;
 wcześniej udokumentowane dane doświadczalne, dotyczące zachowania
tego samego rodzaju pali w podobnych warunkach gruntowych;
 całkowitą liczbę i rodzaje pali w projektowanym fundamencie.
(2)P Warunki gruntowe na terenie badań należy starannie zbadać. Głębokość
wierceń lub badań polowych powinna być wystarczająca do rozpoznania podłoża
wokół i poniżej podstaw pali. Należy zbadać wszystkie warstwy, które mogą mieć
znaczący wpływ na zachowanie się pala.
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Nośność graniczna
7.6.2.2 Wyznaczanie nośności granicznej pali wciskanych z próbnych
obciążeń statycznych
(1)P Próbne obciążenia pali należy przeprowadzać zgodnie z 7.5, a sposób
wykonania szczegółowo opisać w projekcie geotechnicznym
(2)P Pale próbne przeznaczone do wstępnych obciążeń należy wykonać
w identyczny sposób jak pale, które tworzą fundament, i należy je posadowić
w tej samej warstwie gruntu.
(7)P Przy wyznaczaniu charakterystycznej wartości nośności granicznej na
wciskanie Rc;k z wartości Rc;m ustalonej co najmniej z jednego próbnego obciążenia
pala, należy brać pod uwagę zmienność podłoża i zmienność warunków
wykonywania pala.
10
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Nośność pala  definicje
Nośność graniczna pala
(ultimate bearing capacity)
Maksymalne obciążenie Q, przy którym dalsze
zagłębianie występuje bez wzrostu obciążenia.
Nośność obliczeniowa pala
(design bearing capacity)
1.Maksymalne obciążenie statyczne,
które pal może przenieść bezpiecznie
w danych warunkach gruntowych [wg PN]
2.Obciążenie, przy którym następuje osiadanie
pala s = 0,1D.
Uwaga! stosuje się też wartości 0,02D oraz 0,03D.
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Nośność graniczna
7.6.2.2 Wyznaczanie nośności granicznej pali wciskanych z próbnych
obciążeń statycznych
(8)P Dla konstrukcji, które nie są zdolne do przekazywania sił ze  słabych pali na
 mocne , należy spełnić co najmniej następujące równanie:
(7.2)
gdzie ¾1 i ¾2 sÄ… współczynnikami korelacyjnymi, zależnymi od liczby próbnych
obciążeń pali n, stosowanymi odpowiednio do wartości średniej
(Rc;m)mean i najniższej (Rc;m)min z Rc;m.
UWAGA Wartości współczynników korelacyjnych można podać w Załączniku krajowym.
Wartości zalecane podano w Tablicy A.9.
11
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Współczynniki korelacyjne
Tablica A.9  Współczynniki korelacyjne (¾)
do wyznaczania wartości charakterystycznych
na podstawie próbnych obciążeń pali (n  liczba badanych pali)
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Nośność graniczna
7.6.2.2 Wyznaczanie nośności granicznej pali wciskanych z próbnych
obciążeń statycznych
(10)P Przy interpretacji wyników próbnych obciążeń pali należy uwzględnić
systematyczne i losowe czynniki zmienności warunków w podłożu.
(11)P Należy przeanalizować dane dotyczące wykonywania pala (pali) próbnego,
uwzględniając przy tym każde odstępstwo od normalnych warunków wykonywania.
(14)P Obliczeniową nośność Rc;d należy wyznaczyć ze wzorów:
(7.4) Rc;d = Rc;k / Å‚t
lub
(7.5) Rc;d = Rb;k / Å‚b + Rs;k / Å‚s
12
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Wyznaczanie nośności pali fundamentowych
w oparciu o wyniki próbnych obciążeń statycznych
Przykład obliczeniowy
Politechnika Krakowska Instytut Mechaniki Budowli
Wydział Inżynierii Lądowej Zakład Współdziałania Budowli z Podłożem
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Przykład
Wymagane jest zweryfikowanie projektu pali wbijanych, żelbetowych,
prefabrykowanych poprzez próbne obciążenia statyczne.
Pal powinien przenieść obciążenie pionowe stałe o wartości
charakterystycznej 200kN oraz obciążenie pionowe zmienne o wartości
charakterystycznej 1330kN.
Przeprowadzono próbne obciążenia statyczne na trzech palach
testowych. W każdym z testów osiągnięto graniczną wartość nośności
ramy obciążającej, wynoszącą 3000kN, jednocześnie nie zarejestrowano
przekroczenia nośności żadnego z testowanych pali.
Należy sprawdzić warunek nośności dla podejścia obliczeniowego nr 2.
13
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Dane poczÄ…tkowe
1. Typ pala
żelbetowy prefabrykowany wbijany współczynniki - Tabela A.6
2. Podejście obliczeniowe
numer DA-2*
kombinacja A1  + M1  + R2
3. Obciążenia
charakterystyczne pionowe stałe VG;k = 200 kN
charakterystyczne pionowe zmienne VQ;k = 1330 kN
4. Wyniki testów
liczba pali testowych n = 3
obciążenie graniczne Rc;m,1-3 = 3000 kN
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Wartość obliczeniowa obciążenia
Fc;d = Vd = Å‚GÅ"VG;k + Å‚QÅ"VQ;k
Tabela A.3, zestaw A1
Współczynnik częściowy do obciążeń stałych niekorzystnych
Å‚G = 1.35
Współczynnik częściowy do obciążeń zmiennych niekorzystnych
Å‚Q = 1.5
Vd = 1.35Å"200 kN + 1.5Å"1330 kN = 2265 kN
14
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Współczynniki częściowe
Tablica A.3  Współczynniki częściowe do oddziaływań (łF) lub
efektów oddziaływań (łE)
Zestaw
Oddziaływanie Symbol
A1 A2
Niekorzystne 1,0
1,35
Å‚G
Stałe
Korzystne 1,0 1,0
Niekorzystne 1,3
1,5
Å‚Q
Zmienne
Korzystne 0 0
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Opór graniczny (nośność)
min
gdzie: ¾1 = 1.20
¾2 = 1.05 (Tabela A.9, n = 3)
(Rc;m)mean = 3000 kN
(Rc;m)min = 3000 kN
ostatecznie:
Rc;k = min ( 3000 kN / 1.20 ; 3000 kN / 1.05 )
Rc;k = min ( 2500 kN ; 2857 kN ) = 2500 kN
15
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Współczynniki korelacyjne
Tablica A.9  Współczynniki korelacyjne (¾)
do wyznaczania wartości charakterystycznych
na podstawie próbnych obciążeń pali (n  liczba badanych pali)
dla
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Wartość obliczeniowa nośności
Rc;d = Rc;k/Å‚t
Tabela A.6, zestaw R2
Współczynnik częściowy do nośności dla pali wbijanych
Å‚t = 1.1
Rc;d = 2500 kN / 1.1 = 2273 kN
16
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Współczynniki częściowe
Tablica A.6  Współczynniki częściowe do nośności (łR)
dotyczÄ…ce pali wbijanych
Zestaw
Nośność Symbol
R1 R2 R3 R4
Podstawa Å‚b 1,0 1,1 1,0 1,3
Å‚s 1,0 1,1 1,0 1,3
Pobocznica (przy wciskaniu)
Å‚t 1,0
Całkowita (przy wciskaniu) 1,0 1,3
1,1
Å‚s;t 1,25 1,15 1,1 1,6
Pobocznica (przy wyciÄ…ganiu)
Politechnika Krakowska Zakład Współdziałania
im. Tadeusza Kościuszki Budowli z Podłożem
Sprawdzenie warunku nośności
Fc;d d" Rc;d
Fc;d = 2265 kN d" Rc;d = 2273 kN
warunek spełniony
17