Spis treści

OPIS TECHNICZNY

OBLICZENIA STATYCZNE

1. Przyjęcie konstrukcji i wymiarów ściany oporowej.

2. Zebranie obciążeń działających na ścianę oporową:

2.1. Obciążenia pionowe

2.2. Obciążenia poziome (parcie gruntu czynne lub pośrednie)

2.3. Sprowadzenie obciążeń do poziomu podstawy i przyjęcie kombinacji obciążeń.

Obliczenia do wariantu I – posadowienie bezpośrednie ściany.

3. Sprawdzenie mimośrodu wypadkowej obciążeń w podstawie fundamentu i obliczenie nacisków na grunt

4. Sprawdzenie warunków stanów granicznych nośności (SGN):

4.1. Sprawdzenie nośności pionowej podłoża gruntowego (równowaga sił pionowych).

4.2. Sprawdzenie nośności poziomej podłoża gruntowego (równowaga sił poziomych).

4.3. Sprawdzenie stateczności na obrót (równowaga momentów).

4.4. Sprawdzenie stateczności ogólnej uskoku naziomu podpartego scianą oporową.

5. Obliczenia przmieszczeń ściany oporowej i sprawdzenie warunków stanów granicznych użytkowalności (SGU):

5.1. Obliczenie osiadań i przechyłki ściany.

5.2. Obliczenie przesunięcia poziomego ściany.

Obliczenia do wariantu II – posadowienie śćiany na palach.

6. Przyjęcie układu pali.

7. Obliczenia statyczne fundamentu palowego (wyznaczenie sił w palach).

8. Obliczenia nośności pali w gruncie oraz dobranie długośći i średnic pali.

RYSUNKI:

Rys. 1. Przekrój poprzeczny ściany oporowej posadowionej bezpośrednio (wariant I) Rys. 2. Przekrój poprzeczny ściany oporowej posadowionej na palach z planem palowania poj.

sekcji dylatacyjnej (wariant II)

1

OPIS TECHNICZNY

1. Podstawa formalna projektu

Projekt wykonano na zlecienie Katedry Geotechniki, Geologii i Budownictwa Morskiego Politechniki Gdańskiej, jako zadanie projektowe z przedmiotu Fundamentowanie.

2. Warunki gruntowo - wodne

a) Wariant I

 Pył ilasto-piaszczysty (saclSi) do 2,4 m poniżej poziomu terenu.

 Piasek drobny (Fsa) 2,4- 5 m poniżej poziomu terenu.

 Piasek średni i gruby (Msa/CSa) od 5m poniżej poziomu terenu.

 Woda gruntowa od 3m poniżej poziomu terenu.

b) Wariant II

 Pył ilasto-piaszczysty (saclSi) do 2,4 m poniżej poziomu terenu.

 Torf (Or) 2,4-6,9 m poniżej poziomu terenu.

 Piasek drobny (Fsa) 6,9- 9,2 m poniżej poziomu terenu.

 Piasek średni i gruby (Msa/CSa) od 9,2 m poniżej poziomu terenu.

 Woda gruntowa od 3m poniżej poziomu terenu.

3. Opis konstrukcji oporowej

Sciana podtrzymuje naziąb o wysokości H = 3,3m obciążonej 17kN/m2. Ściana oporowa jest szeroka na 3m, wysokości odsadzek wynoszą 40 cm. Pochylenia lewej i prawej odsadzki wynoszą kolejno 25% oraz 5%. Oś pionowej części ściany jest oddalona o 75 cm od krawędzi fudamentu a pochylenie lica ściany wynosi 1900%. Poziom posadowienia fundamentu wynosi 1m.

W wariancie II do posadowienia ściany zostaly użyte pale Atlas, jest to najbardziej znana odmiana pali wkręcanych, wyposażonych w specjalną traconą końcówkę. Formowanie pala Atlas rozpoczyna się od wkręciania rurowej żerdzi wyposażonej w tracone ostrze i ropozychającą grunt głowicę. Po wydrążeniu gruntu na rządanej głębokości jest wprowadzane zbrojenie pala do wnętrza żerdzi, to pozwala na umieszczanie zbrojenia nawet na znacznej głębokości. Ostatni etap wykywania pala Atlas polega na wypełnieniu żerdzi betonej i jednoczesnym jej wykręcaniem. Ciągły i bardzo pewny proces betonowania trzonu pala jest jedną z zalet tej technologii. Pale Atlas są wykonywane w 5 rodzajach średnic: 36/53, 41/61, 46/67, 51/72 oraz 56/81, gdzie pierwsza liczba jest średnicą wewnętrzną pala a druga średnicą zewnętrzną.

2

OBLICZENIA STATYCZNE

1. Przyjęcie konstrukcji i wymiarów ściany oporowej.

Wymiary konstrukcji przedstawia rysunek 1.

2. Zebranie obciążeń działających na ścianę oporową:

Występujące obciążenia które były wykorzystane do obliczeń statycznych są zaprezen-towane na rysunku 4. Wszystkie poniższe obliczenia zostały wykonane na 1 metr długości bierzącej ścianki. Ciężaru gruntu na odsadzce nie uwzględniamy dlatego, że działa on na naszą korzyść.

Dzięki jego pominięciu skracam czas wykonywania obliczeń a także sprawdzam warunki dla bardziej nieprzyjaznego schematu sił.

2.1.

Obciążenia pionowe.

Wartość siły to: Q = P γ

i

i

i

gdzie Pi oznacza pole bryły na rysunku 1, a γ i ciężar objętościowy materiału. Ciężar żelbetu γ =25 kN / m 3 , ciężar gruntu zasypowego γ =15 kN / m 3 . Ramię ż

g

siły Qi od punktu O (środek podstawy fundamentu) oznaczam: r i .

Q =3 m⋅0,4 m⋅25 kN / m 3=30 kN / mb r =0 m

1

1

Q = 1⋅2,1 m⋅0,1 m⋅25 kN / m 3=2,625 kN / mb r =( 1⋅3 m 2⋅2,1 m)=0,1 m

2

2

2

2

3

Q =0,5 m⋅0,1 m⋅25 kN / m 3=1,25 kN / mb r =1,5 m0,4 m 1⋅0,5 m=0,85 m

3

3

2

Q = 1⋅0,4 m⋅0,1 m⋅25 kN / m 3=0,5 kN / mb r =1,5 m 2⋅0,4 m=1,233 m

4

2

4

3

Q = 1⋅3,8 m⋅0,2 m⋅25 kN / m 3=9.5 kN / mb r =1,5 m0,4 m 2⋅0,2 m=0,966 m

5

5

2

3

r =1,5 m0,4 m0,2 m 1⋅0,3 m=0,75 m Q =3,8 m⋅0,3 m⋅25 kN / m 3=28,5 kN / mb 6

6

2

G =3,8 m⋅2,1 m⋅15 kN / m 3=119,7 kN / mb r =(1,5 m 1⋅2,1 m)=0,45 m

1

G1

2

G = 1⋅2,1 m⋅0,1 m⋅15 kN / m 3=1,575 kN / mb r =(1,5 m 1⋅2,1 m)=0,8 m

2

2

G2

3

P=2,1 m⋅17 kN / m 2=35,7 kN / mb r =(1,5 m 1⋅2,1 m)=0,45

P

2

2.2.

Obciążenia poziome (parcie gruntu czynne lub pośrednie)

Dla ścianki typu C-1 rozpatrujemy siły poziome zależne od parcia pośredniego kI 3⋅ k + k

obliczanego ze wzoru k =

a

o

dla φ=34 o .

I

4

k = tg 2(45 o φ )= tg 2( 45 o 34 o )= tg 2(28 o)=0,53172=0,2827

a

2

2

3

k =1 sinφ=1 sin34o=10,559=0,4408

o

k =3⋅0,283+0,44 =0,3222

I

4

- wartości jednostkowego parcia:

e = k p=0,3222⋅17 kN / m 2=5,4774 kPa a1

I

e = k p+ k γ h=0,3222⋅17 kN / m 2+0,3222⋅15 kN / m 3⋅4,3 m=26,2593 kPa a2

I

I

- wartości charakterystyczne wypadkowej parcia oraz och promienei od pkt O: E = e h=5,4774 kPa⋅4,3 m =23,553 kN / mb r = 1 h= 1⋅4,3 m=2,15 m

1

a1

E1

2

2

E = 1 h ( e e )= 1⋅4,3 m⋅(26,2593 kPa5,4334 kPa)=44,707 kN / mb r = 1 h=1,433 m

2

2

a2

a1

2

E2

3

2.3.

Sprowadzenie obciążeń do podstawy fundamentu i przyjęcie kombinacji

obciążeń.

Do obliczeń przyjmuje dodatni moment przeciwny do ruchu wskazówek zegara.

Obciążenie pionowe

Charakterystycyczne

Obc

r

wartości obciążeń

o

Mo

Ϫfmin

Qmin

Momin

Ϫfmax

Qmax

Momax

-

kN/mb

m

kNm/mb

-

kN/mb kNm/mb

-

kN/mb

kNm/mb

Q1

30

0

0

0,9

27

0

1,1

33

0

Q2

2,625

-0,1

-0,263

0,9

2,363

-0,236

1,1

2,888

-0,289

Q3

1,25

0,85

1,063

0,9

1,125

0,956

1,1

1,375

1,169

Q4

0,5 1,233

0,617

0,9

0,45

0,555

1,1

0,55

0,678

Q5

28,5

0,75

21,375

0,9

25,65

19,238

1,1

31,35

23,513

Q6

9,5 0,967

9,183

0,9

8,55

8,264

1,1

10,45

10,101

G1

119,7 -0,45

-53,865

0,8

95,76

-43,092

1,2 143,64

-64,638

G2

1,575

-0,8

-1,26

0,8

1,26

-1,008

1,2

1,89

-1,512

P

35,7 -0,45

-16,065

0,8

28,56

-12,852

1,2

42,84

-19,278

Σ

229,350

-

-39,216

-

190,7

-28,175

- 267,93

-50,256

4

Do obliczeń na wartościach charakterystycznych przyjmujemu tylko maksymalne wielkości sił poziomych dlatego, że zawsze wpływają niekorzystnie na konstrukcje.

Obciążenia poziome

Charakterystycyczne

Obc

r

wartości obciążeń

o

Mo

Ϫfmax

Emax

Momax

-

kN/mb

m

kNm/mb

-

kN/mb

kNm/mb

E1

23,567

2,15

50,668

1,2

28,28

60,802

E2

44,707 1,433

64,081

1,2

53,649

76,897

Σ

68,274

-

114,749

-

81,929

137,7

Do dalszych obliczeń przyjmuję 3 kombinacje obciążeń

● maksymalna

•

ΣH = 81,929 kN/mb

•

ΣV = 267,93 kN/mb

•

ΣM(V) = -50,256 kNm/mb

•

ΣM(H) = 137,699 kNm/mb

● minimalna

•

ΣH = 81,929 kN/mb

•

ΣV = 190,7 kN/mb

•

ΣM(V) = -28,175 kNm/mb

•

ΣM(H) = 137,699 kNm/mb

● charakterystyczna

•

ΣH = 68,274 kN/mb

•

ΣV = 229,35 kN/mb

•

ΣM(V) = -39,216 kNm/mb

•

ΣM(H) = 114,749 kNm/mb

5

Obliczenia do wariantu I – posadowienie bezpośrednie ściany.

3. Sprawdzenie mimośrodu wypadkowej obciążeń w podstawie fundamentu i obliczenie nacisków na grunt.

Sumuje momenty działające na podstawe fundamentu. Sume sił poziomych pobieram z tabel z punktu 2.3. Obliczenia przeprowadzam dla wartości obliczeniowych i charakterystycznych.

∑ M =∑ M ( V )+∑ M ( H)=114,749 kNm/ mb39,216 kNm/ mb=75,533 kNm/ mb o

o

o

∑ M =∑ M ( V )+∑ M ( H)=137,699 kNm/ mb28,175 kNm/ mb=109,524 kNm/ mb omin

omax

omin

∑ M =∑ M ( V )+∑ M ( H)=137,699 kNm/ mb50,256 kNm/ mb=87,443 kNm/ mb omax

omax

omax

∑ V =229,35 kN / mb ∑ V =190,7 kN / mb ∑ V =267,93 kN / mb min

max

Mimośród położenia wypadkowej dla kombinacji:

– charakterystycznej

∑ M

e =

o = 75,533 kNm/ mb =0,33 m< B = 3m =0,5 m b

∑ V

229,35 kN / mb

6

6

– minimalnej

∑ M

e

=

omin =109,524 kNm/ mb =0,57 m< B = 3m =0,75 m bmin

∑ V

190,7 kN / mb

4

4

min

– maksymalnej

ΣM

e

=

omax = 87,443 kNm/ mb =0,33 m< B = 3m =0,75 m bmax

ΣV

267,93 kN / mb

4

4

max

Warunki są spełnione, mimośród dla każdego przypadku znajduję się w rdzeniu podstawy.

Rozkład naprężeń w poziomie posadowienia dla obciążeń charakterystycznych:

∑ V

∑ M

σ =

±6

o

1,2

BL

B L 2

σ = 229,35 kN / mb + 6⋅75,533 kNm/ mb=126,8 kPa 1

3m⋅1m

3m⋅1m 2

σ = 229,35 kN / mb 6⋅75,533 kNm/ mb =26,1 kPa 2

3m⋅1m

3m⋅1m2

4. Sprawdzenie warunków stanów granicznych nośności (SGN).

4.1.Sprawdzenie nośności pionowej podłoża gruntowego (równowaga sił pionowych).

N ⩽ mQ

r

fNB

N =∑ V

r

m=0,9

̄ B

(

̄ B

(

̄ B

(

Q

=̄ B ̄ L [(1+0,3 ) N c ' r) i +(1+1,5 ) N γ r) D

i +(10,25

) N γ r) ̄ B i ]

fNB

̄ L

C

C

̄ L

D

D

min D

̄ L

B

B

B

W dalszych obliczeniach za ̄

L w liczniku przyjmujemu 1m, natomiast jeżeli ̄

L

6

znajduję się w mianowniku przyjmujemy ∞ .

Q

=̄ B[ N c ' ( r) i + N γ( r) D

i + N γ( r) ̄

B i ]

fNB

C

C

D

D

min D

B

B

B

D

=1 m

min

(

c ' r)=0,8 c ' =0,8⋅7 kPa=5,6 kPa

γ( r)=0,8 γ =0,8⋅15kN/ m 3=12kN / m 3

D

D

γ( r)=0,8 γ =0,8⋅18kN/ m 3=14,4 kN / m 3

B

B

φ( r)=0,8 φ=0,8⋅34 o=27,2 o

π

( r )

N = e tgφ tg 2( 45 o+ φ( r) )=2,7183,14⋅ tg(27,2 o)⋅ tg 2(45 o+ 27,2 o )=5,0216⋅2,6839=13,477

D

2

2

N =( N 1) ctgφ( r)=(13,4771)⋅ ctg27 ,2 o=12,477⋅1,945=24,354

C

D

N =0,7 ( N 1) tgφ( r)= 0,7⋅12,477⋅0,514=4,5

B

D

Wspólczynniki ic, ib oraz id biore z normy PN-81/B-03020 załącznik 1 rys. Z1-2.

– wartości kombinacji maksymalnej:

N =267,93 kN / mb

r

T =81,929 kN / mb

rB

T

tg δ = rB = 81,929 kN / mb =0,3057

B

N

267,93 kN / mb

r

tg φ( r)= tg 27,2 o=0,514

tg δ B =0,3057=0,6

tgφ( r)

0,514

i =0,48

C

i =0,28

B

i =0,53

D

̄ B= B2 e

=3m2⋅0,33 m=2,34 m

Bmax

(

(

(

Q

=̄ B[ N c ' r) i + N γ r) D i + N γ r) ̄

B i ]

fNB

C

C

D

D

min D

B

B

B

Q

=2,34 m⋅[24,354⋅5,6 kPa⋅0,48+13,477⋅12kN / m 3⋅1 m⋅0,53+4,5⋅14,4 kN / m 3 2,34 m⋅0,28]

fNB

Q

=2,34 m⋅[65,463 kPa+85,714 kPa+42,457 kPa ]=453,1 kN / m fNB

m Q

=0,9⋅453,1 kN / m=410 kN / m

fNB

267,93 kN / mb<410 kN / mb warunek spełniony

– wartości kombinacji minimalnej:

N =190,7 kN / mb

r

T =81,929 kN / mb

rB

T

tg δ = rB =81,929 kN / mb =0,43

B

N

190,7 kN / mb

r

7

tg φ( r)= tg 27,2 o=0,514

tg δ B = 0,43 =0,83

tgφ( r)

0,514

i =0,32

C

i =0,15

B

i =0,38

D

̄ B= B2 e

=3m2⋅0,57 m=1,86 m

Bmin

(

(

(

Q

=̄ B[ N c ' r) i + N γ r) D i + N γ r) ̄

B i ]

fNB

C

C

D

D

min D

B

B

B

Q

=1,86 m⋅[24,354⋅5,6 kPa⋅0,32+13,477⋅12kN/ m 3⋅1 m⋅0,38+4,5⋅14,4 kN / m 3 1,86 m⋅0,15]

fNB

Q

=1,86 m⋅[43,642 kPa+61,455 kPa+18,079 kPa]=229 kN / m fNB

m Q

=0,9⋅229 kN / m=206,2 kN / m

fNB

190,7 kN / mb<206,2 kN / mb warunek spełniony 4.2. Sprawdzenie nośności poziomej podłoża gruntowego (równowaga sił poziomych).

T ⩽ m Q

r

t

tf

T =∑ E =81,929 kN / mb

r

max

m =0,9

t

Q = N

u+ a B L

tf

rmin

N

=190 kN / mb

rmin

φ( r)=0,8 φ=0,8⋅22 o=17,6 o

u= tg 17,6 o=0,317

a=0,35 c( r)=0,35⋅0,9⋅7 kPa=2,205 kPa m Q =0,9⋅(190 kN / mb⋅0,317+2,205 kPa⋅3 m⋅1 m)=0,9⋅66,845 kN / mb=60,16 kN / mb t

tf

81,929 kN / mb⩽60,16 kN / mb warunek niespełniony, zatem konstruuje ostrogę o wymiarach 0,4x0,4m

tg α=

0,4 m

=0,111

3m 0,4 m

α=8,74 o

N ' = N cos α+ T sin α

r

r

r

N ' =190kN/ mb⋅0,99+81,929 kN / mb⋅0,15=200,9 kN / mb r

T ' = T cos α N sin α

r

r

r

T ' =81,929 kN / mb⋅0,99190 kN / mb⋅0,15=52 kN / mb r

B ' = 3m0,4 m =2,63 m

cos 8,74 o

(

Q ' = N ' u+ c ' r) B ' L

tf

8

Q ' =200,9 kN / mb⋅0,317+0,9⋅7 kPa⋅2,63 m⋅1 m=80,32 kN / mb tf

m Q =0,9⋅80,32 kN / mb=72,28 kN / mb t

tf

T ' ⩽ m Q

r

t

tf

52 kN / mb⩽72,13 kN / mb warunek jest spełniony 4.3. Sprawdzenie stateczności na obrót (równowaga momentów).

Sprawdzam równowage momentów w pkt "A" (rys. 1) dla sił pionowych kombinacji minimalnej oraz poziomych kombinacji maksymalnej.

∑ M ⩽ m ∑ M

, m =0,8

WA

o

UA

o

∑ M =∑ M ( E )=137,699 kNm/ mb

WA

o

max

∑

B

M

=∑ V

∑ M ( V )

UA

min 2

o

min

∑ M =3 m⋅190,7 kN / mb+28,175 kNm/ mb=314,2 kNm/ mb UA

2

m ∑ M =0,8⋅314,2 kNm/ mb=251,4 kNm/ mb o

UA

137,699 kNm / mb⩽ 251,4 kNm / mb warunek jest spełniony 4.4. Sprawdzenie stateczności ogólnej uskoku naziomu podpartego scianą oporową.

Z rysunku 5. pobieram wielkośc pola każdej z brył zawierających się w poszczególnych paskach i obliczam masa każdego poska.

Masa metra paska i

Ciężar

Pole

Pole

Lp. (i)

Pole ścianki

Ϫ

Ϫ

ścianki

Pπ

Pπ

Pole saslSi

ϪsaslSi

Fsa

FSa

Wi

m2

kN/m3

m2

kN/m3

m2

kN/m3

m2

kN/m3

kN/mb

1

0

0

0,26

0

4,68

2

0

0

0,82

0

14,76

3

0

0

1,24

0

22,32

4

0

0

1,56

0

28,08

5

0

0

1,78

0

32,04

6

0

0

1,91

0,01

34,55

7

0

0,02

1,9

0,07

35,69

8

0

0,48

1,44

0,07

34,31

9

0,66

25

0,23

15

0,83

18

0,01

17

35,06

10

1,29

0

0,4

0

39,45

11

0,43

3,44

1,04

0

81,07

12

0,35

3,09

0,66

0

66,98

13

0,32

1,56

0,05

0

32,3

14

0

3,54

0

0

53,1

15

0

3

0

0

45

16

0

2,26

0

0

33,9

17

0

1,12

0

0

16,8

9

Metoda felleniusa

W

Pasek (i)

α

icosα

i

bi

li

Wi

Wisin(α i)

c'

phi'

itanphii + cili

deg

m

m

kN/mb

kN/mb

kPa

deg

kN/mb

1

-45

0,48

0,679

4,68

-3,31

7

22

6,09

2

-37

0,8

1,002

14,76

-8,88

7

22

11,77

3

-30

0,8

0,924

22,32

-11,16

7

22

14,28

4

-23

0,8

0,869

28,08

-10,97

7

22

16,53

5

-16

0,8

0,832

32,04

-8,83

7

22

18,27

6

-10

0,8

0,812

34,55

-6,00

7

22

19,43

7

-3

0,8

0,801

35,69

-1,87

7

22

20,01

8

3

0,8

0,801

34,31

1,80

7

22

19,45

9

9

0,6

0,607

35,06

5,48

7

22

18,24

10

13

0,3

0,308

39,45

8,87

7

22

17,69

11

18

0,9

0,946

81,07

25,05

7

22

37,78

12

25

0,8

0,883

66,98

28,31

7

22

30,71

13

30

0,4

0,462

32,30

16,15

7

22

14,53

14

36

0,8

0,989

53,10

31,21

0

34

28,98

15

44

0,8

1,112

45,00

31,26

0

34

21,83

16

54

0,8

1,361

33,90

27,43

0

34

13,44

17

61

0,68

1,403

16,80

14,69

0

34

5,49

Σ

139,2

314,5

∑( c' l+ Wcosαtgφ' ) 314,5 kN / mb

F =

∑

=

=2,27

( Wsinα)

138,2 kN / mb

F =2,27⩾1,3 warunek jest spełniony

5. Obliczenia przmieszczeń ściany oporowej i sprawdzenie warunków stanów granicznych użytkowalności (SGU):

5.1. Obliczenie osiadań i przechyłki ściany.

10

grunt

hi

zi'

zi

Ϫi/Ϫi'

σ z'y

0,3σ z'y

zi/B

ko

k1

ko

k1

k2

Mo

p1

p2

∆σ oi

∆σ 1i

∆σ 2i

Soi

S1i

S2i

-

m

m

m

kN/m3

kPa

kPa

-

-

-

-

-

-

MPa kPa

kPa

kPa

kPa

kPa

mm

mm

mm

saclSi

0,47

1,23 0,23

18 26,39

7,92 0,078 0,988 0,499 0,494 0,475

0,025

21

75,50 60,87 15,52

1,68

1,35

0,34

saclSi

0,47

1,70 0,70

18 34,78

10,43 0,233 0,963 0,496 0,481 0,425

0,075

21

73,60 55,80 20,46

1,63

1,24

0,45

saclSi

0,47

2,17 1,17

18 43,16

12,95 0,388 0,883 0,488 0,441 0,381

0,108

21

67,47 51,12 23,57

1,50

1,13

0,52

Fsa

0,60

2,70 1,70

17 53,36

16,01 0,566 0,780 0,473 0,389 0,334

0,135

51

59,51 45,99 25,96

0,70

0,54

0,31

Fsa

0,50

3,25 2,25

7 56,86

17,06 0,749 0,668 0,450 0,330 0,290

0,150

51

50,70 40,97 26,85

0,50

0,40

0,26

Fsa

0,50

3,75 2,75

7 60,36

18,11 0,916 0,567 0,423 0,293 0,260

0,162

51 26,1 100,7 44,34 37,23 27,32

0,43

0,37

0,27

Fsa

0,50

4,25 3,25

7 63,86

19,16 1,083 0,518 0,397 0,267 0,240

0,158

51

40,38 34,54 26,31

0,40

0,34

0,26

Fsa

0,50

4,75 3,75

7 67,36

20,21 1,249 0,469 0,371 0,240 0,220

0,155

51

36,42 31,85 25,30

0,36

0,31

0,25

Msa/CSa

1,00

5,50 4,50

8 75,36

22,61 1,499 0,396 0,332 0,200 0,190

0,150

114

30,49 27,81 23,77

0,27

0,24

0,21

Msa/CSa

1,00

6,50 5,50

8 83,36

25,01 1,833 0,336 0,294 0,167 0,163

0,143

114

25,56 24,13 22,11

0,22

0,21

0,19

Msa/CSa

1,00

7,50 6,50

8 91,36

27,41 2,166 0,286 0,260 0,143 0,140

0,137

114

21,89 20,90 20,56

0,19

0,18

0,18

Σ

7,87

6,32

3,25

S S

ϕ= 1

2 = 6,32 mm3,25 mm =

0,0001023=0,1023 x 10 3

S =7,87 mm< s

=100 mm

o

dop

warunek spełniony

B

30000 mm

11

5.2. Obliczenie przesunięcia poziomego ściany.

Q

f =

H

Γ

1

2 EO

h =0,4( D

ctg ( 45 o φ )+ B)

W

min

2

h =0,4⋅( 1 m⋅ ctg (45 o 22 o )+3 m)=0,4⋅(1,48 m+3 m)=1,79 m W

2

Wielkość hw zawiera się w dwóch warstwach saclSi i Fsa. W tabeli przedstawiam wartości przydatne w dalszych obliczeniach. Moduł Younga wyliczam ze wzoru:

(1+ ν)(12ν)

E =

M

O

1 ν

O

Wartości charakterystyczne

Moi

vi

Eoi

hi

Grunt

MPa

-

MPa

m

saclSi

21

0,3

15,6

1,4

Fsa

51

0,2

45,9

0,39

hW =∑ hi

E

EOi

E= h ∑ EOi =1,79 m⋅( 15,6 MPa + 45,9 MPa )=1,79 m⋅128,8 MPa / m=230,6 MPa W

h

1,4 m

0,39 m

i

2h

m =

W = 2⋅1,79 m =1,19

Γ

B

3 m

Γ =( 1+ v ) 2 [(1 v )log( 1+ m 2 )+ m (32 v) arctg ( 1 )]

π

Γ

Γ

mΓ

v =0,2

Γ =( 1+0,2)⋅2 [(10,2)⋅log(1+1,192)+1,19⋅(32⋅0,2) arctg ( 1 )]

π

1,19

Γ =0,764⋅[0,306+2,16]=1,88

Q =68,274 kN / mb

H

f = 68,274 kN / mb⋅1,88= 68,274 kN / mb ⋅1,88=0,000278 m=0,278 mm 1

2⋅230,6 MPa

2⋅230600 kN / m 2

f <0,015 H =0,015⋅4300=64,5 mm

1

warunek spełniony

12

Obliczenia do wariantu II – posadowienie śćiany na palach.

6. Przyjęcie układu pali.

Został przyjęty kozłowy układ pali. Pale ukośne są nachylone w stosunku 1:5. Środek utwierdzenia pali znajduję się w odległości 90 cm od krawędzi funadamentu.

7. Obliczenia statyczne fundamentu palowego (wyznaczenie sił w palach).

Rysunek: Metoda Blauma.

Siły w palach dla kombinacji:

a) maksymalnej

N1 = 207,52 kN/mb

N2 = 237,5 kN/mb

N3 = -175,9 kN/mb

b) minimalnej

N1 = 168,37 kN/mb

N2 = 220,7 kN/mb

N3 = - 197,97 kN/mb

8. Obliczenia nośności pali w gruncie oraz doranie długości i średnic pali.

Wymiarowanie pali wykonane dla skrajnych sił, podkreślonych w punkcie 7. Obliczenia wykonane dla rostawu pali r = 2,5 m oraz parametrów pala Atlas : Df = 61 cm, Dc = 41 cm.

Pole przekroju podstawy:

A =0,25 π( 0,9 D )2=0,25⋅π⋅(0,9⋅0,61 m)2=0,24 m 2

p

f

Pole przekroju pobocznicy:

m 2

A =π 0,9 D =π⋅0,9⋅0,61 m=1,73

s

f

m

Siły w palach:

Q =237,5 kN / mb⋅2,5 m=594 kN

r

Q w=197,97 kN / mb⋅2,5 m=495 kN

r

Wartości współczynników technologicznych, kąta rozchodzenia się naprężęń, oporów na pobocznicy oraz pod podstawą pala:

t(r) ( pal

t(r) (pal

Sp

Ss

Sw

α

tgα

q(r)

wciskany) wyciągane)

-

-

-

o

-

kPa

kPa

kPa

saclSi

1

1

0,6

4

0,070

22,84

18,7

-

Or

1

1

0,7

1

0,017

10

0

-

Fsa

0,8

0,7

0,5

6

0,105

48,14

39,4

2082,4

Msa/CSa

0,8

0,7

0,5

6

0,105

98,9

80,8

4213,6

13

Poziom interpolacji oporów "t" i "q" dla gruntu nośnego: warstwa

hi

Ϫi/Ϫi'

hiϪi

m

kN/m3

kPa

sasiCl

2,4

18

43,2

Or

0,6

15

9

Or

3,9

5

19,5

Σ

71,7

Rzędna poziomu interpolacji dla gruntu nośnego:

∑ h γ

h =0,65

i

i = 0,65⋅71,7 kPa =4,22 m

z

γ '

7 kN / m 3

ZI =6,9 m+4,22 m=2,68 m

Głębokości krytyczne dla oporów pod podstawą pala:

h =10 m

c

h =10

=10

=12,35 m

ci

√ D √0,61

0,4

0,4

h ' ' =1,3 h =1,3⋅12,35 m=16,05 m

ci

ci

14

Tabela obliczeń nośności pali na wciskanie

Długość

Nośność podstawy

Nośność pobocznicy

Strefy naprężeń, r = 2,5m

Nośność pala, m=0,9

Rzędna Warstwa pala L

g(r)

Sp „Np

t(n)

hi

Ssi Nsi

Ns

Tn

tga

R1

r/Rmax

m1

Nt

Ntg

mNtg

mppt

-

m

kPa

-

kN

kPa

m

-

kN

kN

kN

-

m

-

-

kN

kN

kN

-1,0 p.pos.

-2,4 saclSi

-7,77 1,4 0,6 -11,3

-11,3

-6,9 Or

-10 4,5 0,7 -54,5

-65,8

-9,2 Fsa

48,4 2,3 0,5 96,3

96,3 -65,8 0,105 0,55

4,57

1

-10 Msa/CSa

9 2497,5 0,8

479,5 98,9 0,8 0,5 68,4

164,7 -65,8 0,105 0,63

3,97

1

578,5

578,5

514,0

-11 Msa/CSa

10 2838,6 0,8

545,0 98,9

1 0,5 85,5

250,3 -65,8 0,105 0,74

3,40

1

729,5

729,5

650,0

-12 Msa/CSa

11 3179,8 0,8

610,5 98,9

1 0,5 85,5

335,8 -65,8 0,105 0,84

2,97

1

880,6

880,6

785,9

-13 Msa/CSa

12 3454,2 0,8

663,2 98,9

1 0,5 85,5

421,4 -65,8 0,105 0,95

2,64

1

1018,8 1018,8

910,3

-14 Msa/CSa

13 3586,8 0,8

688,7 98,9

1 0,5 85,5

506,9 -65,8 0,105 1,05

2,38

1

1129,8 1129,8 1010,2

-15 Msa/CSa

14 3719,3 0,8

714,1 98,9

1 0,5 85,5

592,5 -65,8 0,105 1,16

2,16

1

1240,8 1240,8 1110,1

-16 Msa/CSa

15 3851,8 0,8

739,5 98,9

1 0,5 85,5

678,0 -65,8 0,105 1,26

1,98

1

1351,8 1351,8 1210,0

-17 Msa/CSa

16 3984,3 0,8

765,0 98,9

1 0,5 85,5

763,6 -65,8 0,105 1,37

1,83 0,95

1462,8 1424,6 1275,6

-18 Msa/CSa

17 4116,9 0,8

790,4 98,9

1 0,5 85,5

849,1 -65,8 0,105 1,47

1,70 0,95

1573,8 1531,3 1371,6

-19 Msa/CSa

18 4213,6 0,8

809,0 98,9

1 0,5 85,5

934,7 -65,8 0,105 1,58

1,59 0,95

1677,9 1631,2 1461,5

-20 Msa/CSa

19 4213,6 0,8

809,0 98,9

1 0,5 85,5 1020,2 -65,8 0,105 1,68

1,49

0,9

1763,4 1661,4 1488,7

Warunek stanu granicznego dla pali wciskanych:

Q =594 kN < m( N + m N )+ T =0,9⋅(545 kN +1⋅250,3)65,8 kN =650 kN

r

P

1

S

N

- warunek spełniony dla pali o długości roboczej L = 10 m

15

Tabela obliczeń nośności pali na wyciąganie

Długość

Nośność podstawy

Nośność pobocznicy

Strefy naprężeń, r = 2,5m

Nośność pala, m=0,9

Rzędna

Warstwa

pala L

g(r)

Sp

Np

t(n)

hi

Swi Nsi

Ns

Tn

tga

Ri

r/Ri

m1

Nw

Nwg

mNwg

mppt

-

m

kPa

-

kN

kPa

m

-

-

-

kN

-

m

-

-

kN

kN

kN

-1,0 p. pos.

-2,4 saclSi

18,7 1,4

0,6 27,2

27,2

-6,9 Or

0 4,5

0

0,0

27,2

-9,2 Fsa

39,4 2,3

0,5 78,4 105,6

0,105 0,54

4,67

1

-10 Msa/CSa

9

80,8 0,8

0,5 55,9 161,5

0,105 0,62

4,07

1

161,5 161,5

145,3

-11 Msa/CSa

10

80,8

1

0,5 69,9 231,4

0,105 0,72

3,50

1

231,4 231,4

208,2

-12 Msa/CSa

11

80,8

1

0,5 69,9 301,3

0,105 0,82

3,07

1

301,3 301,3

271,1

-13 Msa/CSa

12

80,8

1

0,5 69,9 371,2

0,105 0,92

2,73

1

371,2 371,2

334,0

-14 Msa/CSa

13

80,8

1

0,5 69,9 441,0

0,105 1,02

2,46

1

441,0 441,0

396,9

-15 Msa/CSa

14

80,8

1

0,5 69,9 510,9

0,105 1,12

2,24

1

510,9 510,9

459,8

-16 Msa/CSa

15

80,8

1

0,5 69,9 580,8

0,105 1,22

2,06

1

580,8 580,8

522,7

-17 Msa/CSa

16

80,8

1

0,5 69,9 650,7

0,105 1,32

1,90

1

650,7 650,7

585,6

-18 Msa/CSa

17

80,8

1

0,5 69,9 720,6

0,105 1,42

1,77 0,95

720,6 684,6

616,1

-19 Msa/CSa

18

80,8

1

0,5 69,9 790,5

0,105 1,52

1,65 0,95

790,5 751,0

675,9

-20 Msa/CSa

19

80,8

1

0,5 69,9 860,4

0,105 1,62

1,55

0,9

860,4 774,4

696,9

Warunek stanu granicznego dla pali wyciąganych:

Q =594 kN < mm N w=0,9⋅0,95⋅720,6 kN =616,1 kN

r

1

- warunek spełniony dla pali o długości roboczej L = 17 m

16