Розрахункове навантаження на палю визначається в процесі проектування фундаменту. Цей параметр пов'язаний з розмірами підошви і глибиною занурення опор, експлуатаційної та конструкційної масою будови, загальною кількістю опор на ділянці і несучою здатністю грунту.

Тобто, в розрахунках навантаження задіяні практично всі параметри та характеристики пальових опор. Причому справедливо і зворотне твердження: конструктивна навантаження на палю для фундаменту є чинником, що визначає всі параметри і характеристики цієї частини будівлі. Тому в даній статті ми розглянемо взаємозв'язок між розрахунковим навантаженням та іншими характеристиками підстави. А також дамо рекомендацію за визначенням цих параметрів і характеристик.

Загальні вказівки з розрахунку паль
У зводі правил, що регламентує процес будівництва пальового фундаменту (СП 24.13330 в редакції 2011 року) сказано, що розрахунок опор ведеться по граничних значеннях наступних характеристик:

• Фізичної міцності конструкційного матеріалу паль і елементів ростверку.
• Несучою здатності розташованого під п'ятою опори грунту (з урахуванням ущільнення при монтажі опори).
• Несучою здатності п'яти самої палі, розташованої на крутопадающих шарах (укосах).
• опадами палі під дією вертикального навантаження.

Крім того, розраховуючи залізобетонні опори потрібно брати до уваги схильність конструкційного матеріалу до утворення тріщин, що розкриваються під дією навантаження. А розраховуючи осідання під вертикальними силами, слід не забувати і про крутних моментах на оголовке опори.

Розрахункове навантаження і конструкційний матеріал опори
Міцнісний розрахунок палі заснований на опірності матеріалів піковим навантаженням. Причому об'єкт докладання зусиль - паля - розглядається, як цілісний стрижень, затиснутий в грунті.

У підсумку розрахункове зусилля докладають до точки защемлення розташованої на деякій відстані від підошви опори, що визначається за такою формулою:
L = l +2 / a,
де l - це відстань від підошви до площини планування грунту, а - це коефіцієнт деформації, що визначається за таблицею з додатку до СП 24.13330.2011

Поздовжній вигин палі вважається за загальноприйнятими формулами, в яких оперують розрахунковою довжиною опори, рівний 15 або 25 діаметрам зануреного стрижня.
Крім того, стійкість палі залежить і від умов експлуатації. Тому розрахункові значення допустимих навантажень коригують особливим коефіцієнтом (g), значення якого залежить від типу грунту.

Наприклад, для глинистих грунтів g приймає значення 1,0. Для вологих грунтів мулистого типу з високим рівнем грунтових вод g приймає значення 0,7.
Розрахунок кількості паль в ростверку - пальове поле
Випередження кількості паль залежить від загальної ваги будови, площі підошви і несучої здатності грунту.

Схема такого розрахунку дуже проста:
• Спочатку визначається несуча здатність грунту.
• Потім обчислюється маса будови, в яку слід включити конструкційну, експлуатаційну і сезонну складову (вага будматеріалу, предметів інтер'єру та снігове навантаження).
• Далі, зіставляючи вагу будинку з несучою здатністю грунту можна визначити загальну площу підошви фундаменту.
• Знаючи загальну площу підошви і габарити палі можна обчислити кількість паль.

У фіналі слід розрахувати навантаження на одну опору (за вагою дому та кількістю опор) і зіставити її з піковим навантаженням з прочностного розрахунку. І якщо пікове навантаження більше, то все в порядку, ну а якщо менше, то виникає необхідність збільшення кількості паль.
Знаючи загальну кількість паль можна визначити параметри пальового поля - сукупності опор, що утримують ростверк. Причому найважливішою характеристикою поля є крок розташування паль, який залежить від діаметра опори.

Мінімальний крок розміщення палі не може бути менше 1,5 діаметрів палі, а максимальні - не може бути більше 6 діаметрів палі.
Розрахунок навантаження занурення опори і відмова палі
Крім міцності та експлуатаційних навантажень в розрахунках паль оперують ще й монтажними навантаженнями, що забезпечують занурення опори.

Монтажні навантаження повинні забезпечити переміщення палі в грунті. Впливаючи на оголовок опори у вертикальному напрямку можна подолати опір грунту і силу тертя стовбура опори про шари грунту.

Проте, з часом, під п'ятою опори накопичується сверхуплотненний шар грунту, який провокує відмову палі - нульове переміщення під впливом монтажної навантаження.
Подолати відмову можна лише збільшенням монтажної навантаження на оголовок. І якщо монтажні зусилля наблизяться до пікових значень, то подальше заглиблення спровокує руйнування матеріалу.

Тому при критичних значеннях монтажних навантажень практикують технологію лідерного (попереднього) буріння. Тобто паля занурюється в грунт не на нульовому рівні, а на рівні дна в шахти. У підсумку, монтажні навантаження знаходяться в межах пікових значень. І занурювана паля залишається цілою.