Zagadnienia mechanika gruntów, PODRECZNIKI, Mechanika gruntow i fundamentowanie
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Opracowanie przygotowali studenci Technologii i Organizacji Budownictwa na Politechnice
Poznańskiej grupy 4TOB rok akademicki 2004/2005. Opracowanie pobrane ze strony
PN-81/B-03020
1. Dane do projektowania posadowienia bezpośredniego ( pkt 2.1, PN-81/B-03020):
Dane do projektowania powinny zawierać aktualne informacje techniczne o projektowanej budowli
oraz dane o gruntach:
-
Przekroje geotechniczne i ewentualnie mapy
(geotechniczne, geologiczne), sporządzone na
podstawie wierceń i wykopów badawczych, sondowań i badań metodami geofizycznymi;
przekroje i mapy powinny przedstawiać przestrzenny układ warstw gruntów (warstwy
geotechniczne) różniących się genezą, rodzajem, stanem gruntów oraz warstwy wodonośne z
ich poziomami piezometrycznymi wód gruntowych (PPW),
-
Wyniki badań gruntów i wód gruntowych
, przeprowadzonych wg odpowiednich norm, zgodnie
z wymaganiami dotyczącymi danego rodzaju budownictwa i danego terenu (patrz pkt 1 PN,
określenie: parametrów geotechnicznych, stanu granicznego, stanu granicznego naprężenia
w podłożu gruntowym, powierzchni poślizgu, oporu granicznego podłoża gruntowego, cech
gruntu-gęstość właściwa, obliczeniowa, spójność, kąt tarcia wewnętrznego, współczynnik
Poissona, moduł pierwotnego i wtórnego odkształcenia, stopień zagęszczenia i plastyczności),
-
Dane o niekorzystnych warunkach
: grunty wietrzelinowe, pęczniejące lub zapadowe, procesy
osuwiskowe lub erozyjne oraz terenów podlegających wpływom eksploatacji górniczej,
-
Ocenę
okresowych zmian stanu gruntów i wód gruntowych
.
2. Głębokość posadowienia (pkt 2.2, PN-81/B-03020).
I.
ZASADY OGÓLNE:
Przy ustalaniu głębokości posadowienia uwzględniamy:
-
Głębokość występowania warstw geotechnicznych,
-
Wody gruntowe i przewidywane zmiany ich stanów,
-
Występowanie gruntów pęczniejących, zapadowych, wysadzinowych,
-
Projektowaną nieweletę powierzchni terenu w sąsiedztwie fundamentów, poziom
posadzek pomieszczeń podziemnych, poziom rozmycia dna rzeki,
-
Głębokość posadowienia sąsiednich budowli,
-
Umowną głębokość przemarzania gruntów.
II.
ZALECENIA SZCZEGÓŁOWE:
Głębokość posadowienia powinna spełniać warunki:
-
Zagłębienia podstawy fundamentu w stosunku do powierzchni przyległego terenu nie
powinno być mniejsza niż
0,5m,
projektowanie <0,5m wymaga uzasadnienia,
-
W gruntach wysadzinowych głębokość posadowienia nie powinna być mniejsza od
umownej głębokości przemarzania dla danej części kraju; głębokość przemarzania mierzy
się od poziomu projektowanego terenu lub posadzki piwnic w nieogrzewanych budynkach;
grunty wysadzinowe- 10% cząstek o średnicy zastępczej >0,02mm, grunty organiczne,
-
Posadowienie poniżej poziomu piezometrycznego wód gruntowych składowa pionowa
ciśnienia spływowego j ≤ 0,5(ρ
ST
-ρ
w
)g; wymaganie to obowiązuje w okresie wykonywania
robót fundamentowych;
-
Należy stosować odpowiednie środki zabezpieczające w gruntach pęczniejących, w
warunkach sprzyjających wysychaniu, nawilgoceniu, zamarzaniu gruntów spoistych,
3. Zasady ustalania wymiarów podstaw fundamentów (pkt 2.2, PN-81/B-03020).
Należy ustalać z zachowaniem następujących warunków:
1)
rozkład obliczeniowego obciążenia jednostkowego w podstawie fundamentu należy
przyjmować liniowy wg rys 2. nie wolno uwzględniać sił rozciągających pomiędzy
podłożem i podstawą fundamentu zgodnie z rys 2b
Opracowanie przygotowali studenci Technologii i Organizacji Budownictwa na Politechnice
Poznańskiej grupy 4TOB rok akademicki 2004/2005. Opracowanie pobrane ze strony
www.thorge.prv.pl
2)
wypadkowa sił do obliczeniowego obciążenia stałego i zmiennego długotrwałego nie
powinna wychodzić poza rdzeń podstawy fundamentu
3)
przy uwzględnieniu wszystkich obciążeń obliczeniowych dopuszcza się powstanie szczelin
między podłożem i podstawą fundamentu rys 2b), której zasięg C nie może być większy
niż do połowy odległości C’ między prostą, przechodzącą równolegle do osi obojętnej
przez środek ciężkości całej podstawy, a skrajnym punktem podstawy przeciwległym do
punktu, w którym występuje q
max
zgodnie z rys 2b) i 2c) dla fundamentów o podstawie
prostokątnej, przy e
B
≠ 0, e
L
= 0, C ≤ B/4
4)
przy wspólnych fundamentach płytowych lub pierścieniowych budowli wysokich oraz
fundamentów słupów hal obciążonych suwnicami, wypadkowa sił od obliczeniowych
obciążeń stałych oraz zmiennych długo- i krótkotrwałych nie może wychodzić poza rdzeń
podstawy fundamentu
5)
obliczeniowe obciążenia jednostkowe podłoża w podstawie fundamentu powinno spełniać
warunki wynikające z obliczeń statycznych
4. Ochrona podłoża gruntowego i pomieszczeń podziemnych.
Przy projektowaniu posadowień bezpośrednich należy przewidzieć środki zabezpieczające
przed:
1)
rozmoczeniem, wysuszeniem lub przemarznięciem podłoża fundamentów czasie
wykonywania robót budowlanych,
2)
zalaniem wykopu fundamentowego przez wody gruntowe, powierzchniowe lub opadowe
3)
przenikaniem do pomieszczeń podziemnych wód gruntowych oraz wód opadowych,
spływających powierzchniowo lub infiltrujących podłoże gruntowe,
4)
korozyjnym działaniem wód gruntowych, opadowych i technologicznych na materiały
konstrukcyjne podziemnej części budowli i urządzenia podziemne, a także wód
technologicznych na grunty podłoża
5. Rodzaje stanów granicznych podłoża
Posadowienia budowli należy sprawdzać ze względu na możliwość wystąpienia dwóch grup
stanów granicznych podłoża gruntowego fundamentów:
 Opracowanie przygotowali studenci Technologii i Organizacji Budownictwa na Politechnice
Poznańskiej grupy 4TOB rok akademicki 2004/2005. Opracowanie pobrane ze strony
www.thorge.prv.pl
-
grupy stanów granicznych nośności podłoża gruntowego (I stan graniczny)
-
grupy stanów granicznych użytkowania budowli
(II stan graniczny)
W obliczeniach należy uwzględnić warunki występujące w stadium realizacji oraz w stadium
eksploatacji budowli.
6. Schemat obliczeniowy i parametry geotechniczne
•
na podstawie wyników badań i charakterystyki geologicznej gruntów należy podzielić podłoże
na warstwy geotechniczne.
•
dla każdej warstwy należy ustalić niezbędne do obliczeń statycznych wartości parametrów
geotechnicznych
Stosuje się następujące metody ustalania parametrów geotechnicznych.
METODA A
- polega na bezpośrednim oznaczaniu wartości parametru za pomocą polowych lub
laboratoryjnych badań gruntów
METODA B
- polega na oznaczeniu wartości parametru na podstawie ustalonych zależności
korelacyjnych między parametrami fizycznymi lub wytrzymałościowymi a innym parametrem ( np.
I
L
lub I
D
) wyznaczanym METODĄ A
METODA C
- polega na przyjęciu wartości parametrów określonych na podstawie praktycznych
doświadczeń budownictwa lub na innych terenach, uzyskanych dla budowli o podobnej konstrukcji
i zbliżonych obciążeniach
METODA A χ
(n)
=
∑
χ
i
N
Χ
i
- wyniki oznaczenia danej cechy
N- liczba oznaczeń (w każdej warstwie geotechnicznej powinna wynosić, co najmniej
5
)
METODA B χ
(r)
= γ
m
χ
(n)
γ
m
- współczynnik materiałowy
7. Metody ustalania parametrów geotechnicznych.
•
metoda A – polega na bezpośrednim oznaczaniu wartości parametru za pomocą polowych lub
laboratoryjnych badań gruntów, wykonywanych zgodnie z PN-74/B-04452 i PN-88/B-04481
oraz innymi wymaganiami wg 1.2
•
metoda B – polega na oznaczaniu wartości parametru na podstawie ustalonych zależności
korelacyjnych między parametrami fizycznymi lub wytrzymałościowymi a innym parametrem
(np. I
L
lub I
D
) wyznaczanym metodą A
•
metoda C – polega na przyjęciu wartości parametrów określonych na podstawie praktycznych
doświadczeń budownictwa na innych podobnych terenach, uzyskanych dla budowli o
podobnej konstrukcji i zbliżonych obciążeniach.
8.Obliczeniowy opór graniczny podłoża- postać ogólna, współczynniki korekcyjne „m”
Przy sprawdzaniu I stanu granicznego wartość obliczeniowa działającego obciążenia Q
r
[kN]
powinna spełniać warunek:
Q
r
≤ m ٠ Q
f
1
gdzie Q
f
to obliczeniowy opór graniczny podłoża gruntowego przeciwdziałający
obciążeniu Q
r
(zaleca się obliczanie wg. Załącznika I dla przypadków zawartych w
załączniku) postać ogólna wzoru (Z1-2)
Opracowanie przygotowali studenci Technologii i Organizacji Budownictwa na Politechnice
Poznańskiej grupy 4TOB rok akademicki 2004/2005. Opracowanie pobrane ze strony
www.thorge.prv.pl
równy:
Współczynnik korekcyjny „m” należy przyjmować w zależności od metody obliczania Q
f
,
0,9 - gdy stosuje się rozwiązanie teorii granicznych stanów naprężeń, w tym również
wzory podane w Załączniku 1,
0,8 – gdy przyjmuje się kołowe linie poślizgu w gruncie,
0,7 – gdy stosuje się inne bardziej uproszczone metody obliczeń
0,6 – przy obliczaniu oporu na przesunięcie w poziomie posadowienia lub w podłożu
gruntowym.
Przy stosowaniu metody B lub C oznaczania parametrów geotechnicznych, wartość
współczynnika „m” należy zmniejszyć mnożąc przez 0,9.
9. Współczynniki nośności podłoża str 17
N
C
,N
D
,N
B
– współczynniki nośności, wyznaczone w zależności
od wartości
φ
=
φ
u
(r)
(lub
φ
=
φ
1(r)
), z monogramu na rys. Z1-1, lub z tabl. Z1-1, lub według wzorów
N
D
= e
π
tg
φ
tg
2
(
π
/4 +
φ
/2 ) (Z1-3)
N
C
= ( N
D
– 1 ) ctg
φ
( Z1-4)
N
B
= 0,75 ( N
D
– 1 ) tg
φ
( Z 1-5)
współczynniki nośności są zależne od kąta tarcia wewnętrznego f(
φ
(r)
)
Współczynnik kształtu fundamentu
 Opracowanie przygotowali studenci Technologii i Organizacji Budownictwa na Politechnice
Poznańskiej grupy 4TOB rok akademicki 2004/2005. Opracowanie pobrane ze strony
www.thorge.prv.pl
m
=
1
+
0
B
c
L
m
=
1
+
1
15
B
D
L
m
=
1
−
0
25
B
B
L
Współczynnik kształtu B/L jest największy dla kwadratowego fundamentu. Dla fundamentów
pasmowych L>5B należy przyjmować B/L=0
10. Scharakteryzować podłoże jednorodne i niejednorodne. (str. 2)
1.3.12.
Podłoże jednorodne
- podłoże stanowiące jedną warstwę geotechniczną do głębokości
równej co najmniej 2 B ( B – szerokość największego fundamentu budowli) poniżej poziomu
posadowienia.
1.3.13.
Podłoże warstwowe
– podłoże, w którym do głębokości 2B poniżej poziomu
posadowienia występuje więcej niż jedna warstwa geotechniczna.
11. Podaj schemat obliczania oporu granicznego dla podłoża warstwowanego.
Gdy w podłożu występuje słabsza warstwa geotechniczna na głębokości mniejszej niż 2B poniżej
poziomu posadowienia fundamentu, wtedy warunek Q
r
≤ mQ
f
, gdzie:
Q
f
– obliczeniowy opór graniczny podłoża gruntowego przeciwdziałający obciążeniu Q
r
, kN
m – współczynnik korekcyjny wg 3.3.4
należy sprawdzić również na podstawie zastępczego fundamentu
(e
h
r
– średnia gęstość objętościowa gruntu między podstawami fundamentu rzeczywistego i
zastępczego.) oraz wielkości
N
'
=
N
+
B
⋅
L
⋅
h
⋅
e
r
h
⋅
g
r
r
−
−
−
−
geometryczne
B
−
=
'
2
e
'
,
L
−
=
'
2
e
'
,
D
'
min
=
D
+
h
B
L
min
Schemat obliczeniowy
1. Przyjęcie b:
- dla gruntów spoistych przy h ≤ B, b = h/4
przy h > B, b = h/3
- dla gruntów niespoistych przy h ≤ B, b = h/3
przy h > B, b = 2/3 h
2. Wyznaczenie B’=B+b, L’=L+b, D’
min
=D
min
+h
'
'
W wzorze N
r
≤ mQ
fNB
należy uwzględnić obciążenie
[ Pobierz całość w formacie PDF ]