Fundamentowanie głębokie

Projektowanie fundamentu na palach. (grupa pali obciążona mimośrodowo, podłoże warstwowe;
obliczenia wg PN-B-02482:1983)

Ćwiczenie projektowe nr 3.

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

2

Fundamenty pośrednie
przekazują obciążenia z budowli 
na głębiej zalegające bardziej 
wytrzymałe warstwy podłoża 
gruntowego poprzez dodatkowe 
elementy.

Najczęściej stosowane:

• Pale

• Studnie

• Barety

POSADOWIENIE POŚREDNIE:

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

3

• w podłożu występują grunty słabo nośne; miękkoplastyczne lub płynne gliny, 
torfy itp.,

• wysoki poziom wody gruntowej, brak możliwości odwodnienia lub zbyt wysoki 
koszt odwodnienia,

• gdy zachodzi potrzeba zabezpieczenia budowli oraz skarpy lub zbocza przed 
osuwiskiem,

• gdy miejsce na fundamenty jest ograniczone, np.. w budownictwie
przemysłowym,

• duże obciążenia; np. filary mostowe, budownictwo przemysłowe, itp.

• w przypadku konieczności wzmocnienia istniejących fundamentów 
bezpośrednich.

WARUNKI STOSOWANIA:

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

4

FUNDAMENTY NA STUDNIACH:

a) ustawienie studni w płytkim 
wykopie;

b) zapuszczanie studni i 
wydobywanie urobku;

c) wypełnianie studni;

d) studnia gotowa. 

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

5

Podział ze względu na materiał z którego są wykonane:

• drewniane,

• stalowe,

• żelbetowe.

Podział ze względu na wielkość średnicy:

•

mikropale ( średnica pala < 30cm ),

• normalnośrednicowe ( pale o średnicy do 1,0 m ),

• wielkośrednicowe ( pale o średnicy powyżej 1,0 m ).

PALE:

Podział ze względu na wykonanie:

•

wiercone ( wykonywane w gruncie ),

• wbijane ( przemieszczeniowe ).

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

6

SPOSÓB PRZEKAZYWANIA OBCIĄŻEŃ:

• obciążenia przekazywane przez stopę 
(podstawę) pala,

• obciążenia przekazywane przez stopę 
(podstawę) pala i pobocznicę,

• obciążenia przekazywane tylko przez 
pobocznicę pala.

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

7

W ZALEŻNOŚCI OD SPOSOBU PRACY PALE DZIELIMY:

• pale słupy

Przekazują obciążenia jedynie przez podstawę pala na warstwę nośną 
gruntu.

• pale zawieszone

Przekazują obciążenia przez siły tarcia na pobocznicy pala.

• pale normalne (najczęściej występujące)

Przekazują obciążenia przez siły tarcia na pobocznicy pala i siły normalne 
w podstawie pala.

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

8

PN – 83/B – 02482

NOŚNOŚĆ PALI I FUNDAMENTÓW PALOWYCH

1.3.2.  Obliczeniowa  nośność  boczna  pala –
nośność  boczna  pala,  przy  której  następuje 
przekroczenie 

wytrzymałości 

ośrodka 

gruntowego  lub  przekroczenie  wytrzymałości 
trzonu pala.

1.3.3. Osiadanie pala (fundamentu) – pionowe 
przemieszczenie 

pala 

(fundamentu) 

spowodowane 

obciążeniem 

zewnętrznym 

działającym  na  pal  oraz  ciężarem  własnym 
pala (fundamentu).

1.3.4.  Obciążenie  obliczeniowe – obciążenie 
działające na pal, równe iloczynowi obciążenia 
charakterystycznego 

i 

współczynnika 

obciążenia.

1.2. Zakres stosowania normy
Normę  należy  stosować  do  obliczeń  nośności 
różnych rodzajów pali o średnicy trzonu do 1,8 
m 

poddanych 

statycznym 

obciążeniom  

pionowym  wciskającym  i  wyciągającym  oraz 
obciążeniom poziomym.

Obliczenia  dotyczą  pali  pionowych  lub 
nachylonych 1:1.
Wprowadzona do normy nośność obliczeniowa 
pala  jest  wynikiem  wytrzymałości    gruntu,  w 
którym pal jest pogrążony.

1.3. Określenia
1.3.1.  Obliczeniowa  nośność  pionowa  pala –
maksymalne  obciążenie  statyczne,  które  pal 
może 

przenieść 

bezpiecznie 

w 

danych 

warunkach gruntowych.

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

9

2.2. Obliczenie nośności pojedynczego 
pala.

Podłoże uwarstwione. Wszystkie 
warstwy nośne.

- pal wciskany:

- pal wyciągany:

2.1. Obciążenie obliczeniowe Q

r

działające wzdłuż pala.

Obciążenie  to  działające  wzdłuż  osi  pala, 
powinno spełniać warunek:

w którym:
N – obliczeniowa nośność pala [kN],
m – współczynnik  korekcyjny,  przyjmowany 
dla  fundamentów  na  palach  równy  0,9;  w 
przypadku  oparcia  fundamentu  na  1  palu 
przyjmuje się m=0,70, na 2 palach m=0,80.

N

m

Q

r

⋅

≤

∑

+

=

+

=

si

r

i

si

p

r

p

s

p

t

A

t

S

A

q

S

N

N

N

)

(

)

(

∑

=

si

r

i

i

w

A

t

S

N

)

(

w

2. OBLICZNIE NOŚNOŚCI PALI POJEDYNCZYCH OBCIĄŻONYCH SIŁĄ 

PIONOWĄ WEDŁUG STANU GRANICZNEGO NOŚNOŚCI

PROJEKTOWANIE FUNDAMENTU PALOWEGO -

TOK POSTĘPOWANIA:

1. Wybór rodzaju pala i jego wymiarów

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

10

W gruntach niespoistych szg i zg uwzględniamy 

wpływ średnicy podstawy pala na q i na h

c 

,

wykresy:

1. dla pali wbijanych i wwibrowywanych, 

D<0,4m, dla gruntów niespoistych o I

D

(n)

> 0,33,

- wykres kolor czarny

2. dla pali wbijanych i wwibrowywanych, 

D>0,4m, dla gruntów niespoistych o I

D 

(n) 

> 0,33,

- wykres kolor szary

3. dla pozostałych gruntów niezależnie od 

średnicy pala D i technologii wykonania pala.

- wykres kolor różowy

Rys. Zmienność wytrzymałości gruntu pod podstawą pala:

2.2.2. WYZNACZANIE WARTOŚCI q

(r)

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

11

1

2

Rys. Zmienność wytrzymałości gruntu pod podstawą pala:

1. dla pali wierconych, dla gruntów 

spoistych i niespoistych o I

D

(n) 

≤ 0,33 

niezależnie od średnicy D trzonu pala,

2. dla pali wierconych, dla gruntów  

niespoistych o I

D

(n) 

> 0,33, D > 0,4m.

2

1

2

1

2

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

12

Rys. Zmienność wytrzymałości gruntu 
wzdłuż pobocznicy pala:

2.2.3. WYZNACZANIE WARTOŚCI t

(r)

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

13

Norma: 2.2.6.

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

14

2. Obliczenie nośności pojedynczego pala.

Podłoże uwarstwione. 
Występują warstwy nienośne.













⋅

=

∑

=

k

i

i

i

z

h

h

1

'

'

65

,

0

γ

γ

Zastępcza wysokość naziomu h

z

, pozwalająca uwzględnić występujące w poziomie 

stropu gruntu nośnego naprężenia pierwotne od zalegających nad nimi gruntów 
nienośnych:

gdzie:

γ

’ – wartość charakterystyczna ciężaru objętościowego gruntu nośnego z 

uwzględnieniem wyporu wody [kN/m

3

],

γ

i

‘ – wartość charakterystyczna ciężaru objętościowego gruntu z 

uwzględnieniem wyporu wody w warstwie i zalegającej nad stropem gruntu 
nośnego [kN/m

3

],

h

i

– miąższość gruntu warstwy i zalegającej nad stropem gruntu nośnego 

[m],

0,65 – współczynnik korekcyjny uwzględniający niejednorodność gruntów.

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

15

Rys.

Zasady przyjmowania poziomu odniesienia dla podłoża 
przewarstwionego gruntami nienośnymi:

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

16

Rys.

Zasady przyjmowania poziomu odniesienia dla podłoża 
przewarstwionego gruntami nienośnymi:

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

17

Rys.

Zasady przyjmowania poziomu odniesienia dla podłoża 
przewarstwionego gruntami nienośnymi:

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

18

3.1. Podstawowa zasada.

Nośność grupy pali równa się sumie nośności pali 

pojedynczych, niezależnie od ich rozstawu, w przypadkach:

• pale opierają się na skale,

• dolne końce pali są wprowadzone do głębokości co najmniej 1,0m w zagęszczone 
grunty gruboziarniste oraz piaski grube lub grunty spoiste zwarte.

3.2. Wyznaczenie nośności grupy pali wbijanych w piaski luźne:

•

nośność pali w grupie równa się sumie nośności pali pojedynczych, gdy rozstaw miedzy 

nimi 

r ≥ 4D,

• gdy

3D ≤ r < 4D

nośność grupy pali można zwiększyć o 15%,

• gdy

r < 3D

nośność grupy pali można zwiększyć o 30%.

3. OBLICZANIE NOŚNOŚCI GRUPY PALI OBCIĄŻONYCH SIŁĄ PIONOWĄ 

WEDŁUG STANU GRANICZNEGO NOŚNOŚCI

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

19

3.3. Wyznaczenie nośności grupy pali wprowadzanych w grunty spoiste:

W przypadku zagłębiania pali w grunty spoiste (z wyjątkiem zwartych) należy sprawdzić
strefy naprężeń wokół pala.

• Nośność grupy pali równa się sumie nośności pali pojedynczych gdy strefy naprężeń
nie zachodzą na siebie w poziomie podstaw pali.

• Gdy strefy naprężeń zachodzą na siebie, należy do obliczeń nośności grupy pali 
wprowadzić współczynnik redukcyjny m

1

zgodnie z 3.5.

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

20

3. OBLICZANIE NOŚNOŚCI PALI W GRUPIE

Wyznaczanie stref naprężeń w gruncie 
wokół pali (punkt 3.4.):

1. Strefy naprężeń w gruntach 
jednorodnych.

∑

⋅

+

=

α

tg

h

D

R

2

gdzie:

r – najmniejsza osiowa odległość pali pod 
fundamentem,

R – zasięg strefy naprężeń w gruncie wokół
pala,

h – miąższość warstwy gruntu, przez który 
przechodzi pal,

α

– kąt tarcia z tablicy 7.

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

21

0,105

0,070

0,017

6

o

4

o

1

o

Zwarte i półzwarte
Twardoplastyczne i plastyczne
Miękkoplastyczne

Grunty
spoiste

0,123

0,105

0,087

7

o

6

o

5

o

Zagęszczone
Średnio zagęszczone
Luźne

Grunty
niespoiste

tgα

a

Rodzaj gruntu

Tablica 7. Zależność kąta α od rodzaju gruntu:

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

22

Wyznaczanie stref naprężeń w gruncie 
wokół pali (punkt 3.4.):

2. Strefy naprężeń w gruntach 
uwarstwionych.

∑

⋅

+

=

i

i

tg

h

D

R

α

2

gdzie:

R – zasięg strefy naprężeń w gruncie 
wokół pala

h

i

– miąższość warstwy gruntu, przez 

który przechodzi pal,

α

i

– kąt tarcia z tablicy 7.

3. OBLICZANIE NOŚNOŚCI PALI W GRUPIE

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

23

Wyznaczanie stref naprężeń w gruncie 
wokół pali (punkt 3.4.):

3. Strefy naprężeń w przypadku pali 
wyciąganych.

2

1

,

0

D

h

R

+

=

gdzie:

R – zasięg strefy naprężeń w gruncie wokół
pala,

h – miąższość warstwy gruntu, przez który 
przechodzi pal.

3. OBLICZANIE NOŚNOŚCI PALI W GRUPIE

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

24

OBLICZENIE NOŚNOŚCI PALI W GRUPIE W PRZYPADKU 

ZACHODZENIA STREF NAPRĘŻEŃ

R

r

0,45

0,60

0,70

0,80

0,90

0,95

1,0

m

1

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,7

2,0

r/R

Tablica 8. Wartość współczynnika redukcyjnego.

∑

+

=

si

r

i

si

p

r

p

t

A

t

S

m

A

q

S

N

)

(

1

)

(

∑

=

si

r

i

i

w

A

t

S

m

N

)

(

1

w

geotechnika.edu.pl

PROJEKT 3 / Fundamentowanie głębokie

PP/2010  Barbara Filipowicz

25

Literatura:

1.

Zarys geotechniki – Zenon Wiłun, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1987

2.

Fundamentowanie – Zbigniew Grabowski, Stanisław Pisarczyk, Marek Obrycki, Oficyna
wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1999

3.

Wybrane zagadnienia z fundamentowania – Przykłady obliczeń - Marek Obrycki, Stanisław 
Pisarczyk, Oficyna wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa 2000

4.

Fundamentowanie – Projektowanie posadowień – pod redakcją Czesława Rybaka, Olgierd 
Puła, Czesław Rybak, Włodzimierz Sarniak, Dolnośląskie Wydawnictwo Edukacyjne, Wrocław 2009

5.

PN – 81/B – 03020 - Posadowienie bezpośrednie budowli, Obliczenia statyczne i projektowanie.

6.

PN – 83/B – 02482 – Fundamenty budowlane, Nośność pali i fundamentów palowych.