Єврокод 7 та ґрунтові анкери: що передбачає норма щодо фундаментів на анкерах

Єврокод 7 (ČSN EN 1997) — це європейський стандарт з геотехнічного проектування, який також застосовується до фундаментів на ґрунтових гвинтах (гвинтових палях). Якщо ви плануєте будівництво фотоелектричної станції, дерев’яної споруди або промислового об’єкта і розглядаєте ґрунтові гвинти як альтернативу бетону, Єврокод 7 є документом, на який посилатимуться як проектувальник, так і будівельний орган.

У цьому посібнику пояснюється, що передбачає стандарт, як це стосується роботи з свердлильним верстатом і що це означає на практиці для підрядників, які виконують роботи з енергоефективності (EPC).

Що таке Єврокод 7?

Єврокод 7 (EN 1997-1 та EN 1997-2) є частиною комплексу європейських стандартів «Єврокод» для проектування будівельних конструкцій. Частина 1 присвячена загальним правилам геотехнічного проектування, частина 2 — дослідженню та випробуванню ґрунтів.

У Чеській Республіці він впроваджений як ЧСН EN 1997-1 a ЧСН EN 1997-2. З 2010 року він замінив попередні національні норми щодо фундаментування будівель.

Основні сфери застосування ґрунтових шнеків:

Геотехнічні категорії (GK1–GK3) — які обстеження є обов’язковими
Підходи до проектування (DA1, DA2, DA3) — як розраховується гранична несуча здатність
Вимоги до пальових фундаментів (Розділ 7) — пряма основа для розрахунку ґрунтових гвинтів
Випробування та моніторинг — коли необхідний пілот-випробувач

Як Єврокод 7 класифікує ґрунтові шнеки?

Земні гвинти (гвинтові палі, англ. screw piles або helical piles) у Єврокоді 7 віднесені до категорії пальових фундаментів (фундаменти на палях). До них застосовується розділ 7 стандарту EN 1997-1.

Зокрема, актуальними є:

§7.4 — Вертикальна несуча здатність паль — розрахунок граничної несучої здатності на основі геотехнічних параметрів ґрунту
§7.5 — Горизонтальна несуча здатність паль — підходить для споруд, що піддаються вітровим навантаженням (сонячні електростанції, навіси для автомобілів)
§7.6 — Випробування пілотів — коли необхідно проводити статичні або динамічні випробування на навантаження
§2.8 — Геотехнічні категорії — визначає обсяг дослідження

Геотехнічні категорії та що це означає на практиці

Єврокод 7 поділяє проекти на три геотехнічні категорії (ГК) залежно від складності:

Категорія	Типові проекти	Вимоги
GK1	Прості споруди, єдині умови, сонячні електростанції на рівній місцевості	Невелике дослідження — достатньо мати досвід
GK2	Звичайні споруди з певною складністю рельєфу, промислові цехи	Рутинне геотехнічне обстеження + розрахунок
GK3	Незвичайні умови, нестійкі схили, великі навантаження	Широкомасштабне дослідження, спеціалізований геотехнік

Абсолютна більшість проектів із використанням ґрунтових гвинтів (СЕЗ потужністю 1–10 МВтп, дерев’яні споруди, промислові цехи на стандартному ґрунті) належать до GK1 або GK2. Це означає проведення геотехнічних досліджень у обсязі 1–3 свердловин на ділянці та стандартний розрахунок несучої здатності.

Проектний підхід DA1 — як розраховується несуча здатність

Чеський національний додаток до EN 1997-1 встановлює для опорних стовпів розрахунковий підхід DA1, комбінації 1 і 2:

DA1 Комбінація 1 (DA1/1): навантаження × 1,35/1,5, геотехнічні параметри без коефіцієнта зменшення → оцінюється деформація
DA1 Комбінація 2 (DA1/2): навантаження без зменшення, геотехнічні параметри × 1,25 → оцінюється граничний стан несучої здатності

Щодо ґрунтових гвинтів на практиці це означає: проектувальнику потрібні значення зсувної міцності ґрунту (φ, c), отримані в результаті геотехнічних досліджень, як правило, за допомогою зондування CPT або бурових досліджень із випробуваннями SPT.

На основі цих даних обчислюється характеристична несуча здатність гвинта R_k і перевіряється, чи відповідна розрахункова несуча здатність R_d = R_k / γ_t перевищує розрахункове навантаження.

Для проекту сонячної електростанції на звичайному глинисто-піщаному ґрунті без аномалій цей розрахунок, як правило, підтверджує достатню несучу здатність гвинтів діаметром 76–110 мм.

Коли потрібна пробна поїздка?

Єврокод 7, §7.6, встановлює умови обов’язкового випробування палів на навантаження. Для ґрунтових гвинтів особливо важливими є:

Проходження випробувального польоту рекомендується або є обов’язковим, якщо:

Проєкт реалізується в складних геотехнічних умовах (GK3)
Неможливо достовірно визначити опір ґрунту шляхом розрахунку на основі наявних даних
Це проект із високим рівнем ризику (мости, висотні будівлі)
Інвестор або страхова компанія вимагає підтвердження несучої здатності шляхом вимірювання

Випробувальний політ, як правило, не потрібен, якщо:

GK1 або GK2, стандартний ґрунт, обстеження проведено
Проєкт фотоелектричної станції або об’єкт легкої промисловості з невеликими навантаженнями
На цій ділянці вже є досвід реалізації подібних проєктів (референтні палі)

На практиці: для типових фотоелектричних станцій потужністю до 10 МВтп на рівній місцевості в Чехії, як правило, не можна відмовлятися від пробних паль — але це залежить від конкретного ґрунту. Пробне буріння перших 3–5 отворів з вимірюванням крутного моменту є стандартною процедурою, яку підтримує більшість бурових установок (включно з Glentor B80 a Glentor C65) стає можливим завдяки збору даних із телематичного пристрою.

Сертифікація машини проти сертифікації фундаменту

Єврокод 7 регулює проектування та розрахунок фундаменту, тоді як маркування CE стосується безпеки машини. Сертифікація CE заглиблювальної машини підтверджує безпеку її експлуатації, а не несучу здатність встановленого фундаменту. Несуча здатність палі або ґрунтового шнека завжди повинна оцінюватися окремо відповідно до геотехнічних та статичних вимог конкретного проєкту.

Несуча здатність фундаменту підтверджується:

Геотехнічне обстеження (буріння, CPT-зондування, лабораторні випробування)
За допомогою статичного розрахунку відповідно до EN 1997-1 (готує проектувальник)
Протокол про встановлення — реєстрація моменту та глибини кожного заглиблення (телематика машини)

Glentor B80 i Glentor C65 обладнані телематичним пристроєм, який фіксує динаміку крутного моменту під час забивання. Цей запис є підтвердженням досягнення геотехнічної міцності в кожній точці — ключовий документ як для проектувальника, так і для будівельного органу.

Що це означає для постачальників EPC: практичний контрольний список

Якщо ви здійснюєте фундамент на ґрунтових шнеках і проект потребує будівельного дозволу, зазвичай вам знадобляться:

Геотехнічна розвідка (обсяг згідно з GK — як правило, 1–3 свердловини/зонди CPT)
Статичний розрахунок згідно з ČSN EN 1997-1 (виконується авторизованим фахівцем з геотехніки)
Сертифікація гвинтів як виробу (ETA або відповідність стандарту EN 14199)
Сертифікат відповідності машини стандарту CE (верстак для свердління відповідає вимогам директиви 2006/42/ЄС)
Протоколи встановлення з телематичної системи машини (момент × глибина у кожній точці)
Дозвіл на будівництво або повідомлення відповідно до вимог місцевого органу з питань будівництва (залежить від проекту)

Для фотоелектричних станцій та легких промислових споруд на стандартному ґрунті весь процес зазвичай можна здійснити за кілька тижнів і він не вимагає нестандартних заходів.

EN 14199 — стандарт, що безпосередньо стосується гвинтових паль

Окрім Єврокоду 7, існує також EN 14199:2015 (Виконання спеціальних геотехнічних робіт — мікропалі), яка стосується малопрофільних паль та гвинтових паль. Цей стандарт визначає:

Вимоги до матеріалу та виконання
Записи з процесу встановлення (моніторинг)
Приймальні випробування

EN 14199 доповнює Єврокод 7 на рівні експлуатаційних характеристик — тоді як EC7 визначає, чого слід досягти, EN 14199 визначає, як це слід зробити. Обидва документи є актуальними для проєктів, у яких документація щодо фундаменту є складовою частиною дозволу на будівництво.

Поширені запитання

Чи повинен кожен проект із використанням ґрунтових гвинтів передбачати проведення геотехнічних досліджень?
Для проектів GK1 (прості споруди, фотоелектричні станції на стандартному ґрунті) проектувальник може спиратися на наявні дані (геологічна карта, досвід у даній місцевості). Для GK2 та вище проведення розвідки є обов’язковим. На практиці ми рекомендуємо завжди проводити принаймні пробне заглиблення перших 5 гвинтів із фіксацією крутного моменту.
Чи визнає чеська будівельна адміністрація ґрунтові шнеки як повноцінний вид фундаменту?
Так. Гвинтові палі є в Чехії визнаним методом фундаментування відповідно до стандарту ČSN EN 1997. Можлива відмова будівельного органу є нестандартною і, як правило, зумовлена недостатністю документації, а не принциповою забороною.
Чи потрібна ETA (Європейська технічна оцінка) для ґрунтових гвинтів?
ETA стосується виробу (гвинта як будівельного елемента), а не машини. Для стандартного закріплення достатньо відповідності гвинта стандарту EN 14199 або ETA, виданої виробником гвинтів. Машина для закручування гвинтів як така не потребує ETA — вона сертифікована за стандартом CE як машинобудівне обладнання.
Що робити, якщо будівельний орган відмовляє у видачі дозволу на встановлення гвинтових паль?
Як правило, справа полягає в недостатній документації. Вирішити проблему можна таким чином: доповнити геотехнічне обстеження, надати статичний розрахунок від авторизованого геотехніка та додати записи про установку з телематичної системи машини. У разі подальшої відмови можна звернутися за висновком до ČKAIT.

Куди рухатися далі

Технічне порівняння ґрунтових шнеків та бетону з точки зору витрат, швидкості та екологічності: Гвинтові палі проти бетонних фундаментів

Який свердлильний верстат вам потрібен для вашого проєкту: Glentor B80 для стандартних умов, Glentor C65 для складної місцевості з гідравлічним молотом.