1.czym zajmuje się „Fundamentowanie” projektowaniem fundamentów, wykonawstwem fundamentów, wykonawstwem robot fundamentowych.

2. charakterystyka fundamentów bezpośrednich i pośrednich Fundamenty płytkie(Fundament uważa się za płytki, gdy: D < B):

Klasyfikacja: • stopy,• ławy,• ruszty,• płyty,• skrzynie,• bloki fundamentowe - oparte bezpośrednio na gruncie są to tzw. FUNDAMENTY BEZPOŚREDNIE. Fundamenty głębokie(Stosuje się wtedy, gdy wytrzymałe podłoże naturalne występuje głęboko. D > 4 m):

Klasyfikacja: Bezpośrednie: • stopy, ławy, ruszty,• płyty, skrzynie, • bloki fundamentowe; Osiągnięcie wymaganej głębokości posadowienia wymaga:• specjalnych zabiegów zabezpieczających ściany wykopu przed osunięciem,• specjalnych metod wykonania,• uciążliwej walki z wodą.

Pośrednie:• na palach,• na studniach,• na kesonie,• na ścianach szczelinowych,• na słupach

Przeniesienie nacisku fundamentu na głębsze, wytrzymałe warstwy podłoża

3. charakterystyka fundamentów płytkich i fundamentów głębokich

Fundamenty płytkie. Stosuje się wtedy, gdy:• podłoże wytrzymałe naturalne występuje płytko, tuż pod powierzchnią terenu, w warstwach o dużej miąższości, lub • podłoże występujące płytko jest sztucznie wzmocnione lub wymienione

Klasyfikacja:• stopy,• ławy,• ruszty,• płyty,• skrzynie,• bloki fundamentowe,• Fundament uważa się za płytki, gdy: D < B

• Osiągnięcie wymaganej głębokości posadowienia nie wymaga:

*specjalnych zabiegów zabezpieczających ściany wykopu przed osunięciem, *specjalnych metod wykonania,

*uciążliwej walki z wodą. Umownie, dla fundamentów płytkich: D = 4 m

Fundamenty głębokie. Stosuje się wtedy, gdy wytrzymałe podłoże naturalne występuje głęboko. D > 4 m

4. klasyfikacja i charakterystyka fundamentów płytkich

5. klasyfikacja i charakterystyka fundamentów głębokich

6. jakie warunki powinien spełniać fundament

Bezpiecznie zaprojektowany fundament powinien spełniać warunki: • wymaganej nośności, • dopuszczalnych odkształceń - osiadania, • właściwej stateczności, • wytrzymałości. Nośność fundamentu zależy od: • warunków wodno-gruntowych, • wymiarów fundamentu.

Naprężenie w podłożu fundamentu < nośność podłoża

7. zasady ustalania głębokości wierceń

• wiercenia powinny obejmować strefę oddziaływania fundamentu σ_zr = 0,3 σ_zr Ponadto: 1. Gdy roboty budowlane będą wykonywane poniżej spodziewanego poziomu występujących głębiej wód naporowych wiercenia wykonać do warstwy zawierającej wody naporowe. Wiercenia można zakończyć na płytszym poziomie, na którym ciężar wyżej leżących warstw gruntu będzie równoważyć napór wody. 2. Dla budynków ciężkich, których obliczeniowe obciążenie σzastępcze wynosi 5_zr , 3. Gdy przewiduje się posadowienie pośrednie budowli, np. na palach, studniach lub kesonach, głębokość wierceń powinna być większa o 5,0 m od poziomu posadowienia podstawy pali, studni lub kesonu. 4. W przypadku wierceń na dużych terenach, gdy liczba wierceń jest większa od 15, zaleca się wykonać 25 % ogólnej liczby wierceń do głębokości większej o 30% w stosunku do wierceń pozostałych. 5. W szczególnie trudnych warunkach gruntowych (np. grunty organiczne, kras, nasypy, itp.) zaleca się wykonać wiercenia pod każdy fundament. 6. Głębokość wierceń w gruntach nośnych dla pojedynczych fundamentów można przyjmować z tabeli.

8. sposób rozmieszczania otworów badawczych

• Rozmieszczenie otworów badawczych powinno umożliwiać wykreślenie charakterystycznych przekrojów geologicznych pod całą budowlą.

Liczba wierceń dla budynku lub innego obiektu inżynierskiego

Pow bud w rzucie poziomym	Do 300m^2	Do 2000m^2	Do 1ha	Do 10ha
Liczba wierceń	3-5	4-10	8-20	15-50

• Na etapie szczegółowym i w $złożonych warunkach gruntowych, maksymalny odstęp pomiędzy otworami 30 m

• Dla zapór ziemnych i obwałowań o wysokości < 6 m, otwory sytuuje się wzdłuż osi zapory.

Rozstaw wierceń przyjmuje się w granicach (50 ÷ 300)m.

• Przy wysokościach zapór lub obwałowań > 6 m, stosuje się otwory wg tabeli:

9. opis gruntów podczas wykonywania otworów badawczych

W czasie wykonywania wierceń lub dołów próbnych, grunty opisuje się makroskopowo, zapisując: • głębokość pobrania próbek, • opór gruntu przy wierceniu, • nacisk na rury osłonowe, • obserwacje poziomu wody.

Dane te wpisuje się do metryki otworów.

Próbki gruntu: • próbki NU pobiera się do skrzynek - z każdej warstwy, ale nie rzadziej niż co 1 m, • próbki NW pobiera się do słoików - co zmianę warstwy - tylko dla gruntów spoistych, • Próbki NNS pobiera się do cylindrów: * z warstw istotnych dla pracy fundamentu (do głębokości równej 1,5 B), * z warstw głębszych, jeżeli mają niewielką nośność

• Próbki wody gruntowej w celu określenia składu chemicznego

10. kryteria podziału fundamentów bezpośrednich

• głębokość posadowienia, • kształt (rozczłonkowanie powierzchni posadowienia), • sposob wykonania, • materiał używany do budowy, • założenia obliczeniowe.

11. podział fundamentów bezpośrednich ze względu na głębokość posadowienia Podział ze względu na głębokość posadowienia:

• Fundamenty płytkie (głębokość posadowienia < szerokości) a) stopa, b) ława, c) ruszt, d) płyta, e) skrzynia. • Fundamenty głębokie - (wytrzymałe podłoże naturalne występuje na głębokości > 4m)

_ konstrukcja jak dla fundamentów płytkich,

_ metody wykonania inne (umacnianie pionowych ścian wykopu, konieczność walki z napływem wody gruntowej - uszczelnianie ścian)

12. podział fundamentów bezpośrednich ze względu na kształt - charakterystyka Podział ze względu na kształt:

• stopy (pod pojedyncze słupy, grupowe),

Stopy fundamentowe pod pojedyncze słupy

Zastosowanie:* rozstaw slupów > 5 m; *dopuszczalne obciążenie gruntu w poziomie posadowienia > 0,10÷0,30 MPa, * w podstawie przeważnie kształt prostokąta lub kwadratu L : B = 1:1 ÷ 3:1. a) z cegły, b) betonowa trapezowa, c) betonowa schodkowa, d) płytowa, e) żelbetowa.

Stopy fundamentowe grupowe: a) symetryczna, b) niesymetryczna.

Zastosowanie: * kształt prostokąta - przy jednakowym obciążeniu od slupów, * kształt trapezu (stopa niesymetryczna) - przy rożnym obciążeniu od slupów, * w podstawie przeważnie kształt prostokąta lub kwadratu L : B = 1:1 ÷ 3:1. • ławy (murowane z cegły, betonowe, żelbetowe), • ruszty,• płyty, • fundamenty skrzyniowe, • fundamenty blokowe.

13. ogólne zasady projektowania stóp fundamentowych

• stopy z cegły lub kamienia (rys. a):

- zależność między wysokością stopy „h” , a odsadzką „s”:

_ murowanie na zaprawie cementowej - h/s ≥ 2,

_ murowanie na zaprawie cementowo-wapiennej - h/s ≥ 3. • stopy betonowe (rys. b÷d):

_ stosuje się pod słupy niskich budowli (1-2 kondygnacje),

_ obciążonych siłami statycznymi osiowymi,

_ wysokość stop betonowych określa kąt α:

_ dla stop trapezowych i schodkowych:

tga = h/s ≥ 2,05 (3,5 σ/ R_bzk)0,5

_ dla stop płytowych:

gdzie: tga = h/s ≥ 1,8 (3,5 s / R_bzk)0,5

σ= Q_k / LB - odpor gruntu,

Q_k - obciążenie pionowe od konstrukcji bez obciążenia od fundamentu i gruntu na fundamencie,

R_bzk - wytrzymałość charakterystyczna betonu na rozciąganie.

• stopy żelbetowe (rys. e): stosuje się:

*przy większych siłach osiowych,

*dla obciążeń mimośrodowych,

_ dla obciążeń dynamicznych.

_ ekonomiczna wysokość stopy:

* przy słupach obciążonych osiowo h ≥ 0,40 (L - d ),*przy stopach obciążonych mimośrodowo h ≥ 0,45 (L - d ).

_ stopy sprawdza się na:

* przebicie,

*momenty zginające.

_ sprawdzanie na przebicie jest zbędne, gdy:

*dla stop trapezowych i schodkowych - h ≥ 0,25 (L - d ), * dla stop płytowych - h ≥ 0,3 (L - d ).

_ sprawdzanie stop żelbetowych na przebicie:

P ≤ Rbz・h₀・up

gdzie: h0 - wysokość użyteczna rozpatrywanego przekroju, up - średnia arytmetyczna obwodu figury geometrycznej, na którą działa obciążenie i obwodu dolnej podstawy ostrosłupa powstającego przy założeniu, że rozkład sił następuje pod kątem 45⁰ dolna podstawa ostrosłupa powinna pokrywać się z płaszczyzną zbrojenia głównego,

R_bz - obliczeniowa wytrzymałość betonu na rozciąganie.

14. ławy fundamentowe - zastosowanie i ogólne zasady obliczania

Zastosowanie ław fundamentowych:

• ławy ceglane:

_ pod budynki murowane o wysokości 3-4 kondygnacji,

_ posadowione powyżej poziomu wód gruntowych,

_ na gruncie jednolitym o dopuszczalnym obciążeniu > 0,2 MPa,

• ławy betonowe:

_ gdy dla ław ceglanych potrzeba więcej niż 4 odsadzki oraz,

_ gdy podstawa zanurzona jest w wodzie,

• ławy żelbetowe:

_ pod ścianami ciągłymi lub słupami o rozstawie osiowym < 4-5 m,

_ na podłożu o dopuszczalnym obciążeniu > 0,15 MPa.

Obliczanie ław fundamentowych:

• Obciążone równomiernie ścianami:

oblicza się jako ławy sztywne bez uwzględnienia ich odkształcalności i sprężystości podłoża,

• Obciążone siłami skupionymi, momentami zginającymi i obciążeniem równomiernym, z uwzględnieniem ich odkształcalności i sprężystości podłoża: do obliczeń stosuje się:

- model Winklera,

- modele półprzestrzeni lub półpłaszczyzny sprężystej.

15. ruszty i płyty fundamentowe - charakterystyka i ogólne zasady obliczania Ruszty Zastosowanie:

• na podłożu słabym i niejednorodnym o dopuszczalnym obciążeniu 0,1÷0,15 MPa,

• na podłożu mocniejszym, ale przy dużych obciążeniach,

• wysokość belek rusztu: 1/5÷1/7 ich rozpiętości,

• obliczenia statyczne rusztów - metodą odkształceń zakładając, że ruszt spoczywa na podłożu wg modelu Winklera.

Płyty fundamentowe

a) z żebrami u dołu, b) z żebrami skierowanymi ku górze. Obliczenia: • płyty fundamentowe o jednakowej grubości pod siatką slupów oblicza się, dzieląc ją na pasma podłużne i poprzeczne o szerokości równej rozstawowi slupów „układ płytowy zastępujemy belkowym”, • płyty żebrowe o małych wymiarach obliczamy jako sztywne, przyjmując równomierny rozkład naprężenia w podłożu; większe - uwzględnić sprężystość podłoża.

Zastosowanie: • na słabszych gruntach, o obciążeniu równym 0,08÷0,12 MPa i dużych obciążeniach, • gdy chodzi o wyrównanie osiadań, • przy posadowieniu poniżej wody gruntowej.

16. podział fundamentów bezpośrednich ze względu na sposób wykonania a) stopa kielichowa, b) ława prefabrykowana. • bezpośrednio wykonane w wykopie:_ betonowe, żelbetowe oraz ceglane, _ bez deskowania lub z deskowaniem, • prefabrykowane: _ prefabrykowane stopy kielichowe, _ fundamenty z Błoków prefabrykowanych, • kombinowane - do wykonania np. ław jako deskowania używa się prefabrykowane żelbetowe deski, które wlicza się do konstrukcji fundamentu po zalaniu betonem.

17. podział fundamentów bezpośrednich ze względu na użyty materiał - charakterystyka Fundamenty mogą być wykonane z : • kamienia, • cegły, • betonu, • żelbetu, • stali, • drewna.

Podział ze względu na używany materiał:

Kamień - dobry materiał na fundamenty:(dobierać kamień odporny na wietrzenie chemiczne),

Cegła głownie pod _- rzadko stosowana do budowy fundamentów: tylko wtedy gdy podłoże _budynki lekkie murowane, gdy nie występuje _charakteryzuje się dużą nośnością, w _stosuje się cegłę marki ≥ 100, _woda gruntowa, środowisku agresywnym do ochrony fundamentów stosuje się klinkier.

Beton i żelbet - najodpowiedniejszy materiał na fundamenty:

_ beton - jest odporny na wilgoć i łatwy do kształtowania, _ należy stosować beton klasy ≥ B15,

_ w fundamentach żelbetowych stosować beto klasy ≥ B30, _ wada betonu - konieczność wykonywania deskowania, _ beton jest mało odporny na wody agresywne, _ stal przy wykonawstwie fundamentów bezpośrednich jest używana jako materiał pomocniczy (np. ścianki szczelne) oraz jako zbrojenie fundamentów żelbetowych,

Drewno - używa się do: _ deskowań, _ wykonywania ścianek szczelnych, _ pali drewnianych, _ grodź, _ zaleta drewna: łatwość obróbki i odporność na wody agresywne, _ wada drewna: nietrwałość powyżej zwierciadła wody.

18. wybór głębokości posadowienia fundamentu - charakterystyka

Głębokość posadowienia fundamentu zależna jest od: • głębokości występowania gruntów nośnych - minimum 0,5 m poniżej najniżej przyległego terenu,

• głębokości przemarzania w gruntach wysadzi nowych - wg PN-81/B-03020 min, minimalna głębokość = 0,8÷1,4 m,

• głębokości rozmycia gruntu przy fundamentach podpór mostowych - (poziom rozmycia dna Wisły w Warszawie - 8÷10 m),

• poziomu zwierciadła wody gruntowej,

• wymagań eksploatacyjnych dotyczących budowli i ich konstrukcji, np. konieczności podpiwniczenia,

• poziomu posadowienia sąsiednich fundamentów,

• przewidywanych w przyszłości zmian konstrukcyjnych - obejmujących m.in. roboty ziemne.

19. wykonawstwo robót fundamentowych - krótki opis sekwencji przedsięwzięć

Przed przystąpieniem do robot fundamentowych należy przeprowadzić analizę: • projektu technicznego, • warunków wodno-gruntowych, • wybranej metody wykonawstwa i organizacji robot fundamentowych, • zagospodarowania placu budowy. Po przeprowadzeniu analizy i wybraniu metody wykonawstwa przystępuje się do następujących robot: • wytyczenia osi głównych i pomocniczych budowli oraz założenia minimum 3 reperów wysokościowych, • wytyczenia fundamentu i granic wykopu, • wykonania robot ziemnych, • sprawdzenia czy grunty występujące na ścianach wykopu i w poziomie posadowienia zgadzają się z danymi podanymi w dokumentacji, • ewentualnego zabezpieczenia ścian wykopu, • odpompowania wody gruntowej, jeżeli posadowienie będzie poniżej zwierciadła wody gruntowej i roboty trzeba będzie wykonać „na sucho”, • wykonania fundamentów, • zasypania fundamentów.

23. scharakteryzuj rodzaje I stanu granicznego

• Stan graniczny - taki stan konstrukcji, w którym dalsze jej użytkowanie nie jest możliwe.

• Pierwszy stan graniczny - określa nośność (stateczność) podłoża.

Norma określa 3 rodzaje I stanu granicznego:

• wypieranie podłoża przez fundament lub przez całą budowlę,

• usuwisko lub zsuw fundamentów lub podłoża wraz z budowlą,

• przesunięcie w poziomie posadowienia fundamentu lub w głębszych warstwach podłoża.

20. na co należy zwracać uwagę przy wykonywaniu wykopów fundamentowych

Wytyczanie fundamentu i granic wykopu polega na wyznaczeniu na powierzchni terenu punktów pozwalających na utrwalenie: • planu fundamentu, • osi obiektu, • granic wykopu.

Punkty te muszą być nawiązane do reperów wysokościowych.

Kolejność postępowania:

• Wyznaczenie linii głównych - a-a i b-b, a-a - linia ściany frontowej, A - punkt na linii a-a,

b-b - linia prostopadła do a-a, • Krańcowe punkty linii głównych przenosimy na „ławy” rozmieszczone w pewnej odległości od budynku, • Punkt skrzyżowania linii a-a i b-b pozwala odtworzyć punkt A, • Postępujemy tak samo ze wszystkimi punktami charakterystycznymi fundamentu utrwalając ich położenie na ławach, • W identyczny sposób wyznacza się granicę wykopu. • Przy projektowaniu wykopów fundamentów należy rozważyć problem nachylenia zboczy wykopu.

Wytyczne wykonywania wykopów fundamentów:

Przy wykonywaniu wykopów fundamentowych należy przestrzegać zasad związanych z:

• rodzajem gruntów, • koniecznością usuwania wody atmosferycznej i gruntowej, • koniecznością właściwego osuszania dna wykopu, • koniecznością pozostawiania nienaruszonej warstwy gruntu na dnie wykopu wykonywanego przy pomocy maszyn,

• koniecznością ochrony dna wykopu przed przemarzaniem, • koniecznością ochrony dna wykopu chudym betonem lub żwirem,

• wykonywaniem wykopów w sąsiedztwie istniejących budynków.

21. klasyfikacja wykopów fundamentowych

Podział wykopów fundamentowych.

Ze względu na szerokość:

• wąskoprzestrzenne szerokość < głębokości

• szerokoprzestrzenne głębokość < szerokości

Ze względu na sposób zabezpieczenia ścian:

• otwarte, • rozparte, • podparte, • zakotwione.

Wykopy otwarte Zalecane nachylenia skarp dla tymczasowych wykopów fundamentowych.

Wykopy rozparte Umacniania ścian wykopów fundamentowych mają za zadanie

zabezpieczenie ścian wykopu przed obsunięciem.

• Elementy najprostszych umocnień: _ pionowa ściana (obudowa) - przejmuje parcie gruntu,

_ belki podtrzymujące deski ściany, _ rozpory poziome dociskające belki, _ podpory pod rozpory w wykopach szerokoprzestrzennych.

• Umocnienia ścian wykopów zależą od:

_ rodzaju gruntu, _ nawodnienia gruntu.

• Ścianki szczelne - często stosowane do umocnień ścian wykopów. Wykopy podpierane:

a) z podparciem zastrzałami, b) z zakotwieniem.

• Stosuje się, gdy wykop jest szeroki i wprowadzenie konstrukcji rozpierającej zacieśniałoby wykop.

22. współczynnik materiałowy - scharakteryzuj

Współczynnik γmateriałowy - _m umożliwia:

• prawidłowe wydzielenie warstw geotechnicznych w podłożu,

• prawidłowe ustalenie obliczeniowych parametrów geotechnicznych.

γm=1±1xn1Nxi-x(n)212

gdzie:

x (n) = (1/N )·Σx_i ,

x_i - wyniki oznaczenia danej cechy,

N - liczba oznaczeń | liczba oznaczeń każdej cechy gruntu w każdej warstwie geotechnicznej ≥ 5

24. podaj i omów warunek obliczeniowy I stanu granicznego Q_r ≤ m Q_f gdzie:

Q_r - wartość obliczeniowa działającego obciążenia,

Q_f - opór graniczny podłoża gruntowego przeciwdziałający obciążeniu,

m - współczynnik korekcyjny (0,7÷0,9 - zależnie od metody obliczania Q_f ).

• Obliczając Q_r należy przyjąć najniekorzystniejsze warunki, • należy uwzględnić obliczeniowe obciążenia stałe i zmienne budowli,

• należy stosować metodę A ustalania parametrów geotechnicznych, • można stosować również metodę B lub C - wtedy: _ współczynnik korelacji należy zmniejszyć o 10%, _ w obliczeniach należy stosować wartości obliczeniowe parametrów,

_ współczynnik γ_m przyjmuje się 0,9 i 1,1.

25. wypieranie gruntu przez fundament - warunek obliczeniowy I stanu granicznego dla podłoża jednorodnego

Podłoże jednorodne

• jedna warstwa geotechniczna gruntu pod fundamentem do głębokości = 2B,

• obciążenie jest mimośrodowe,

• obciążenie działa pod kątem do pionu podłoże jednorodne

Warunek sprawdzający:

Nr≤mQfNB Nr≤mQfNL

gdzie: Nr - obliczeniowa wartość pionowej składowej obciążenia,

Q_fNB - pionowa składowa obliczeniowego oporu granicznego podłoża gruntowego przy rozpatrywaniu wypierania w kierunku równoległym do boku B,

Q_fNL - jw., lecz w kierunku równoległym do boku L.

Opór graniczny:

QfNB=BL1+0,3BLNccric+1+1,5BLNDϱDrgDminiD+1-0,25BLNBϱBrgBiB

gdzie:B=B-2eB, L=L-2eL, przy czym B≤L

e_B , e_L - mimośród działania obciążenia, odpowiednio w kierunku równoległym do szerokości B i długości L podstawy ( B ≤ L ),

D_min - głębokość posadowienia mierzona od najniższego poziomu terenu,

N_C , N_D , N_B - współczynniki nośności wyznaczone zależnie od wartości Φ_,)r(

Φ^(r) - obliczeniowa wartość kąta tarcia wewnętrznego gruntu zalegającego bezpośrednio poniżej poziomu posadowienia,

Opór graniczny:

c^(r) - obliczeniowa wartość oporu spójności gruntu zalegającego bezpośrednio poniżej poziomu fundamentu,

ρ_D^(r) - obliczeniowa średnia gęstość objętościowa gruntów (i ew. posadzki) powyżej poziomu posadowienia,

ρ_B^(r) - obliczeniowa średnia gęstość objętościowa gruntów zalegająca poniżej poziomu posadowienia do głębokości B,

g - przyspieszenie ziemskie,

i_C , i_D , i_B - współczynniki wpływu nachylenia wypadkowej obciążenia, wyznaczane z nomogramów w zależności od δ_B i od Φ^(r),

δ_B - kąt nachylenia wypadkowej obciążenia.

26. wypieranie gruntu przez fundament - warunek obliczeniowy I stanu granicznego dla podłoża uwarstwionego Rozróżnia się 2 przypadki:

• Najsłabsza warstwa występuje w poziomie posadowienia: _ opór graniczny wyznacza się jak dla podłoża nie uwarstwionego,

_ przyjmując Φ^(r), c ^(r) odpowiadające najsłabszej warstwie • Słabsza warstwa występuje na głębokości < 2B poniżej poziomu posadowienia: _ warunki graniczne należy sprawdzać również w podstawie zastępczego fundamentu

We wzorach określających składowe obliczeniowego oporu granicznego podłoża gruntowego Q_fNB , Q_fNL należy uwzględnić:

_ obciążenie Nr'=Nr+B'L'hϱhrg

_ wielkości geometryczne B'=B'-2eB';L'=L'-2eL'; Dmin'=Dmin+h;

tgδB'=TrBNr', tgδL'=TrLNr'; B'=B+b, L'=L+b

przy czym:

- 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 = 2h /3,

27. omów sprawdzanie stateczności fundamentów i budowli na obrót - podaj warunek I stanu granicznego Posadowienie fundamentów na gruntach sypkich lub spoistych o konsystencji plastycznej i miękkoplastycznej Sposób sprawdzenia możliwości obrotu: • działający układ sił zastępuje się wypadkową, • ustala się stan równowagi dla wypadkowej, • określenie wartości i kierunku działania wypadkowej W - metodą wykreślną

Założenia do obliczania obciążenia Q :

• uwzględnia się ciężar bryły gruntu zawartej wewnątrz powierzchni kołyskowej, • punkt obrotu O obiera się na osi fundamentu, • powierzchnie poślizgu przechodzą przez krawędzie fundamentu, • wypadkową W przenosi się do założonej powierzchni cylindrycznej poślizgu,

• rozkłada się wypadkową na kierunek styczny i normalny do łuku.

Składowa styczna B: powoduje obrót gruntu zalegającego powyżej krzywej poślizgu, Składowa normalna N: wpływa na wielkość oporu tarcia występującego na powierzchni poślizgu.

Posadowienie budowli na zboczu według metody Felleniusa.

posadowienie budowli na zboczu Warunek stateczności liczony wg I stanu granicznego określa wzórM0r≤mMur , w którym:Mur=Ri=1i=nNGir+NQirtgϕir+cirAi

M0r=Ri=1i=nBQir+BGir; NQir=Qircosαi,

NGir=Gircosαi; BQir=Qirsinαi, BGir=Girsinαi

28. omów sprawdzanie stateczności fundamentów i budowli na zsuw - podaj warunek I stanu granicznego

przesunięcie budowli w kierunku ich działania:

_ w płaszczyźnie fundamentu, albo

_ nieco głębiej z ≤ B / 4, jeśli do tej głębokości zalega warstwa słabsza.

W warunku stateczności Q_r ≤ mQ_f :

Q_r - obliczeniowa (większa) wartość siły poziomej działającej na fundament,

Q_f - opór graniczny, czyli siła tarcia T.

Siłę tarcia należy policzyć dwukrotnie:

T1r=Prf(r); T2r=Prtgϕ(r)+Ac(r)

gdzie: f^(r) - wartość obliczeniowa (mniejsza) współczynnika tarcia fundamentu po gruncie,

F^(r) - wartość obliczeniowa (mniejsza) kąta tarcia wewnętrznego gruntu w strefie działania siły T,

c^(r) - wartość obliczeniowa (mniejsza) oporu spójności gruntu w strefie działania siły T,

A - powierzchnia podstawy fundamentu.

Wartość współczynnika f^(r) zależy od rodzaju i stanu gruntu. np.

_ glina plastyczna f ^(r) = 0,20 ,

_ glina półzwarta f^(r) = 0,40 ,

• Dla pośrednich stanów gruntu, wartość współczynnika tarcia można interpolować liniowo;

• Można również obliczać f ^(r) = f ⁽ⁿ⁾ · γm , (γ_m = 0,90)

Jeśli nieco głębiej ( z ≤ B / 4 ) zalega warstwa słabsza, należy także sprawdzić czy nie nastąpi przesunięcie fundamentu (wraz z gruntem mocniejszym) po stropie warstwy słabszej. W tym przypadku wartość obliczeniowa siły tarcia wynosi: T3r=P1rtgϕ(r)+Ac(r)

gdzie: P₁^r - obliczeniowa wartość sił pionowych (wraz z ciężarem gruntu) działających na płaszczyznę przesuwu poziomego,

F^(r), c^(r) - parametry warstwy słabszej.

Z₁, Z₂ - parcie gruntu pomijane w obliczeniach (przeciwdziała przesuwowi) - tym większe czym większa jest wysokość naziomu - jeżeli D_min > 2B nie zachodzi konieczność sprawdzania przesuwu w słabej warstwie.

29. omów sprawdzanie stateczności fundamentów i budowli na przesuw - podaj warunek I stanu granicznego siły poziome mogą wywołać przesunięcie budowli w kierunku ich działania: w płaszczyźnie fundamentu, albo nieco głębiej z ≤ B / 4,jeśli do tej głębokości zalega warstwa słabsza.

W warunku stateczności Q r ≤ m Q f :

Qr - obliczeniowa (większa) wartość siły poziomej działającej na fundament, Qf - opór graniczny, czyli siła tarcia T. Siłę tarcia należy policzyć dwukrotnie:

T1r=Prf(r); T2r=Prtgϕ(r)+Ac(r)

f (r) - wartość obliczeniowa (mniejsza) współczynnika tarcia fundamentu

po gruncie, Φ(r) - wartość obliczeniowa (mniejsza) kąta tarcia wewnętrznego gruntu w strefie działania siły T,

c (r) - wartość obliczeniowa (mniejsza) oporu spójności gruntu w strefie działania siły T,

A - powierzchnia podstawy fundamentu.

Wartość współczynnika f (r) zależy od rodzaju i stanu gruntu.

glina plastyczna f (r) = 0,20 ,glina półzwarta f (r) = 0,40 ,piasek wilgotny f (r) = 0,35 ,piasek mało wilgotny f (r) = 0,45 ,

Dla pośrednich stanów gruntu, wartość współczynnika tarcia można interpolować liniowo; Można również obliczać f (r) = f (n) · γm , (γm = 0,90)

Jeśli nieco głębiej ( z ≤ B / 4 ) zalega warstwa słabsza, należy także sprawdzić czy nie nastąpi przesunięcie fundamentu (wraz z gruntem mocniejszym) po stropie warstwy słabszej. W tym przypadku wartość obliczeniowa siły tarcia wynosi:

T3r=P1rtgϕ(r)+Ac(r)

gdzie:P1 ^r - obliczeniowa wartość sił pionowych (wraz z ciężarem gruntu)

działających na płaszczyznę przesuwu poziomego,

Φ^(r), c ^(r) - parametry warstwy słabszej.

Z1, Z2 - parcie gruntu pomijane w obliczeniach (przeciwdziała przesuwowi) - tym większe czym większa jest wysokość naziomu - jeżeli D_min > 2B nie zachodzi konieczność sprawdzania przesuwu w słabej warstwie.

30. podaj i omów warunek obliczeniowy II stanu granicznego Obliczenia według II stanu granicznego należy wykonać we wszystkich przypadkach, w których istnieją obawy co do przemieszczeń budowli.

ogólny warunek II stanu granicznego: [ S ] ≤ [ S ]_dop

[ S ] - symbol przemieszczeń wyrażający: osiadanie średnie fundamentów s _śr , przechylenie budowli θ,strzałkę ugięcia f₀ ,względną różnicę osiadań Δs:l,

[ S ]_dop - symbol odpowiednich wartości dopuszczalnych dla danej budowli, ustalanych na podstawie: analizy stanów granicznych jej konstrukcji

31. kiedy możemy zastosować uproszczone obliczenia wg I stanu granicznego Dla prostych przypadków posadowienia, gdy: składowa pozioma ≤ 10% składowej pionowej, nie ma obaw, że nastąpi obrót lub przesuw, e _B ≤ 0,035 B, Dopuszcza się sprawdzanie I stanu granicznego wg wzorów: q _rs<= mq_f, q _rmax<= 1,2 m g_f

32. rozkład naprężeń w poziomie posadowienia fundamentu (np. stopy fundamentowej) omów 3 podstawowe przypadki Rozkład naprężeń w poziomie posadowienia fundamentu:

-Przy obciążeniu osiowym fundamentu przyjmuje się, że naprężenie w gruncie w poziomie posadowienia jest równomiernie rozłożone i równe:

σ=QF=QLB; Q - nacisk pionowy fundamentu (łącznie z ciężarem gruntu na odsadzkach), F - powierzchnia podstawy fundamentu (LB )

-Przy obciążeniu mimośrodowym fundamentu, gdy siła Q znajduje się w obrębie rdzenia podstawy fundamentu, naprężenie krawędziowe wyznacza się ze wzoru:

σ=QF±MxWx+MyWy; Mx - moment względem osi x-x przechodzącej przez środek podstawy fundamentu, My - moment względem osi y-y przechodzącej przez środek podstawy fundamentu, Wx - wskaźnik wytrzymałości względem osi x-x przechodzącej przez środek podstawy fundamentu, Wy - wskaźnik wytrzymałości względem osi y-y przechodzącej przez środek podstawy fundamentu.

- Zagadnienie płaskie - Mx = 0

Przy obciążeniu mimośrodowym fundamentu, gdy siła Q znajduje się na obwodzie rdzenia przekroju, rozkład naprężeń jest trójkątny: σ_min = 0

Przy obciążeniu mimośrodowym fundamentu, gdy siła Q znajduje się poza obrębem rdzenia przekroju: σmax=QγS0; ν- odległość od osi obojętnej do krawędzi lub naroża, w którym występuje maksymalne naprężenie ściskające, S₀ - moment statyczny powierzchni ściskanej strefy fundamentu względem osi obojętnej.

Projektowanie stopy fundamentowej s9- sprawdzanie warunków stanów granicznych w poziomie posadowienia fundamentu

1. Metoda analityczno - graficzną określić wymiary podstawy stopy fundamentowej S9. 2. Obliczyć wysokość fundamentu. 3. Określić położenie wypadkowych obciążenia względem osi słupa. 4. Wyznaczyć położenie osi słupa względem osi stopy. 5. Wykonać wykresy naprężeń w poziomie posadowienia. 6. Sprawdzić warunki I stanu granicznego w poziomie posadowienia. 7. Sprawdzić warunki II stanu granicznego

Algorytm wyznaczenie wymiarów podstawy stopy fundamentowej

1. Sporządzamy wykres obciążeń jednostkowych

q = (P + G) / B⋅L gdzie: P - obciążenie pionowe,G - ciężar żelbetowej stopy fundamentowej obliczony z nadmiarem wg wymiarów:

G = Dmin⋅ B⋅ L⋅ γż; γż - ciężar właściwy żelbetu = 25 kN/m3 2. Zakładamy: d_B / d_L = B / L => L = B⋅ d_L / d_B; q = (P + G) / (B²⋅ (d_L / d_B))

3. Sporządzamy wykres: q = f (B) dla B∈(0,5÷6,0) m; P = PI i PII 4. Sporządzamy wykres odporu jednostkowego gruntu qf PN-81-B-03020 (wzór z1-10); qf = f (B). Parametry geotechniczne występujące w równaniu określamy: znając rodzaj gruntu i znaną wartość Id lub IL,oraz przyjmując że B / L = dB / Dl 5. Na poprzedni wykres nanosimy krzywą qf (B) qf i PII przecięcie to poszukiwana wartość B

6. Poszukiwane wymiary podstawy stopy fundamentu B , L = B ⋅ (d_L / d_B)

33. główne sposoby odwadniania fundamentów - krótkie omówienie

• pompowanie wody bezpośrednio z dna wykopu (odwodnienie powierzchniowe)- Woda napływa do wykopu: przez skarpy, ściany i dno; jest zbierana do studzienek za pomocą systemu rowków, woda napływająca ze ścianek rozluźnia grunt zmniejszając jego nośność

• obniżenie poziomu wody metodami wgłębnymi-gdy pompowanie bezpośrednie z dna wykopu grozi powstaniem zjawiska kurzawki.

34. omów sposób pompowania wody bezpośrednio z dna wykopu

Przy znacznej depresji i dużej przepuszczalności dopływająca woda powoduje spływanie gruntu ze skarpy i unoszenie ziaren na dnie. Przy znacznej depresji > 4 m skarpy należy obciążyć warstwą filtru odwrotnego. Pompowanie bezpośrednie przy gruntach spoistych nie powoduje takich trudności - spójność przeciwdziała odrywaniu cząstek.

Ścianki szczelne: zabezpieczają od spływania skarp wykopu, zmniejszają ilość wody dopływającej do wykopu, zmniejszają ciśnienie spływowe

W celu przygotowania odpowiednich pomp i obliczenia przewodów odprowadzających wodę należy obliczyć ilość wody dopływającej do wykopu

Ilość wody dopływającej do wykopu - wzór przybliżony: Q = q·A [m3/h],

gdzie: q - wydatek wody z 1 m2 dna wykopu [m3/h], A - powierzchnia przekroju dopływu wody (dno wykopu) [m2]. Ilość wody dopływającej do wykopu - dla ścianek szczelnych: Q = q·H·k·U [m3/h], gdzie: H - różnica poziomów zwierciadła wody [m], k - współczynnik filtracji [m/h], U - obwód ścianki w planie [m], q - jednostkowy wypływ wody obliczony według zasad hydromechaniki

35. klasyfikacja metod obniżania poziomu wody w gruncie metodami wgłębnymi

Wgłębne obniżenie poziomu wody można uzyskać za pomocą:

• studni depresyjnych - przy większych miąższościach warstw wodonośnych

• igłofiltrów - do zbierania wody z warstw o małej miąższości - (0,5÷1,5) m,

• drenażu poziomego - do gruntów najbardziej przepuszczalnych .

Kryterium stosowania studni depresyjnych lub igłofiltrów:

współczynnik filtracji k: k ≤ 0,1 m/dobę - stosuje się igłofiltry z osmozą, 0,1<k< 1 m/dobę - stosuje się igłofiltry pod ciśnieniem, Obniżenie poziomu wody gruntowej:

a) za pomocą studni depresyjnej- większa miąższość warstw wodonośnych.

b) za pomocą igłofiltrów- warstwy o małej miąższości

36. studnie depresyjne - krótka charakterystyka

Wykonuje się:

• w otworach wiertniczych o średnicy 20÷50 cm,

• sposobem wypłukiwania rur osłonowych.

Przestrzeń wokół rury filtrowej wypełnia się obsypką filtracyjną, stopniowo podciągając rury wiertnicze.

Obsypkę filtracyjną daje się w gruntach drobnoziarnistych.

Uziarnienie obsypki zależy od uziarnienia warstwy wodonośnej na wysokości filtru.

Obsypka powinna spełniać następujące warunki:

D15 - średnica obsypki filtracyjnej,

d85 , d15 - odpowiednie wartości średnic ziaren gruntu wodonośnego,

ds - średnica oczka siatki, U - wskaźnik różnoziarnistości obsypki filtracyjnej.

Studnia depresyjna oraz różne typy filtrów:

a) filtr bez siatki, b) filtr prętowy, c) filtr siatkowy, d) filtr żwirowy.

37. charakterystyka igłofiltrów i ich zastosowania

Igłofiltry:

a) budowa:1. zawór,2. łącznik,3. nakrętka,4. kształtki (kolanka),5. rura nadfiltrowa,6.mufa łącznikowa,7. filtr - 2 rury:wewnętrzna - Φ31mm,zewnętrzna -Φ(51-63) mm,8. kolektor zbiorczy,9. łącznik.

b) różne zakończenia,

c) długość - 8÷10 m,średnica - 38 mm

igłofiltry

Elementy instalacji służącej do obniżenia poziomu wody za pomocą igłofiltrów:

• pompy samozasysające lub • agregaty pompujące wodę

- pompy odśrodkowe do pompowania wody,

- pompy próżniowe do odpowietrzania instalacji.

• kolektor zbiorczy, • igłofiltry.

Igłofiltry wprowadza się w grunt za pomocą strumienia wody wypływającej z igłofiltru pod ciśnieniem (300÷400) kPa. Grubsze ziarna w otworze obok igłofiltru tworzą obsypkę uzupełnianą następnie piaskiem.

38. ogólne zasady obliczania odwodnienia za pomocą studni depresyjnych swobodne zwierciadło wody gruntowej

studnia zupełna - woda dochodzi do warstwy nieprzepuszczalnej

Promień depresji:

• dla napiętego zwierciadła wody

• dla swobodnego zwierciadła wody

R = 575 s0 (H·k) 1

k - współczynnik filtracji [m/s],

s₀ - depresja w studni [m],

H - miąższość warstwy wodonośnej [m].

swobodne zwierciadło wody gruntowej

Dopływ wody Q dla zespołu studni rozstawionych na okręgu o promieniu R0.

Schemat obliczeniowy obniżenia poziomu wody za pomocą zespołu studni.

Z jednej studni można pompować maksymalnie:

gdzie: r - promień studni z obsypką,

h _f - długość rury filtracyjnej, h f ≤ y,

(k )^1/2/15 - dopuszczalna prędkość wody na filtrze [m/s] Liczba studni wokół wykopu: N = Q /q

Głębokość obniżenia poziomu wody w dowolnym punkcie:

Xn - odległość poszczególnych studni od rozpatrywanego punktu

napięte zwierciadło wody gruntowej

Równanie krzywej depresji dla jednej studni:

Równanie krzywej depresji dla wielu studni:

39. omów odwodnienie wykopów fundamentowych za pomocą drenażu poziomego

Podziemne części budynku poniżej zwierciadła wody gruntowej

1 - dren,2 - zasypka filtracyjna,3 - izolacja przeciwwilgociowa, 4 - kanalik odprowadzający wodę,5 - mur ochraniający izolację lub glina,6 - posadzka,7 - podkład betonowy,

8 - gruzobeton.

Rurki drenarskie - składane na styk z przerwami (0,5÷1) mm. Zaleca się styki rurek drenarskich od góry owijać paskami papy smołowej o szerokości ~10 cm (aby nie dopuścić do przenikania gruntu do wnętrza przewodu). Zamiast rurek drenarskich - kamień, tłuczeń, faszynę itp

40. scharakteryzuj rodzaje pomp do pompowania wody bezpośrednio z dna wykopu

przeponowe „żabki”(wysokość zasysania~ 7,0 m, wydajność (kilka÷kilkadziesiąt) m3/h, nadaje się do pompowania wody brudnej)

tłokowe(głębokość zasysania ~ 7,0 m, wysokość tłoczenia ~ (30÷40) m, wydajność (kilka÷kilkadziesiąt) m3/h)

odśrodkowe(najczęściej stosowana do pompowania wody (w tym brudnej) z: wykopów fundamentowych, studzien, igłofiltrów. Wysokość ssania ~ 7,0 m, wysokość tłoczenia ~ 60,0 m, wydajność (6÷800) m3/h)

głębinowe stosowana przy głębszym obniżaniu zwierciadła wody ze studni depresyjnej (s₀ ≥ 5,5 m),pompy - w każdym otworze studziennym -podłączane do wspólnego rurociągu tłocznego,

wysokość tłoczenia ~ 100,0 m, wydajność ~ (50÷225) m³/h, minimalne zagłębienie 1,5 m poniżej najniższego poziomu wody w studni, budowa: pompa i silnik zasilane prądem trójfazowy znajdują się w szczelnym opancerzeniu i są podwieszone do końca przewodu tłocznego, zastosowanie: do pompowania wody czystej)

hydroelewatorowe( zastosowanie: do głębokiego ssania wody, wysokość tłoczenia ~ 120,0 m wydajność do ~ 100,0 m3/h)

41. typy izolacji zabezpieczających fundament przed wilgocią i wodą gruntową

• przeciwwilgociowe - stosowane powyżej wód gruntowych,- zabezpieczające przed podciąganiem wody: włoskowatej, opadowej,

• wodoszczelne - stosowane w celu ochrony pomieszczeń podziemnych przed napływem do nich wody gruntowej.

Typy izolacji: • lekki (powłoki):stosuje się w celu ochrony przed przenikaniem wilgoci najczęściej w kierunku bocznym • średni stosuje się w celu ochrony przed wodą przesączającą się w gruncie, jako izolacje pionowe części podziemnych budowli. (plastyczne masy: bitumiczne z wkładką z papy, bitumiczno-mineralne, asfalty lane) • ciężki stosuje się w celu ochrony budowli przed wodą pod ciśnieniem. (lepiki bitumiczne, papy, juty i inne tkaniny asfaltowe, folie z masy plastycznej, cienkie blachy metalowe itp.) mają chronić przed wodą naporową,są zakładane zawsze ~ 50 cm powyżej najwyższego możliwego poziomu wody.

42. scharakteryzuj zabezpieczanie fundamentów przed agresywnością podłoża Gruntowego

Czynniki wywołujące korozję betonów:

• zwiększona kwasowość (agresywność kwasowa),

• zwiększona twardość przemijająca wody (agresywność ługująca),

• obecność w wodzie agresywnego CO2 (agresywność węglanowa),

• zwiększona zawartość w wodzie jonów: siarczanowych (agresywność siarczanowa), magnezowych (agresywność magnezowa), amonowych (agresywność amonowa).

Podstawowe warunki zabezpieczające beton przed agresją: • wykonanie betonu odpowiedniego dla warunków agresji (szczelnego i wytrzymałego),

• ochrona fundamentów izolacjami.

Sposoby zabezpieczenia fundamentów od agresywności: a) słabej, b) średniej, c) silnej;

1 - izolacja typu lekkiego, 2 - izolacja typu średniego, 3 - izolacja typu ciężkiego,

4 - podłoże betonowe, 5 - płyta żelbetowa, 6 - warstwa wyrównawcza, 7 - warstwa

zaprawy, 8 - klinkier na asfalcie (12 cm), 9 - warstwa gliny (30 cm).

43. scharakteryzuj fundamenty na palach i opisz elementy konstrukcyjne pala

Fundamenty na palach są to fundamenty głębokie, w których obciążenia z budowli przenoszone są poprzez pale na głębsze warstwy gruntu, bardziej wytrzymałe od warstw powierzchniowych. Fundament na palach składa się z oddzielnych pali połączonych u góry żelbetowym rusztem (podstawą). Pale są to podłużne elementy wykonane z różnych materiałów, o stosunku średnicy (boku) do długości ~ 1:20 ÷ 1:50.

Elementy konstrukcyjne pali:

1 - głowica, 2 - pobocznica, 3 - ostrze, 4 - stopa, 5 - ruszt,

44. wymień i opisz warunki stosowania fundamentów na palach

-w podłożu występują grunty słabo nośne:

-w podłożu występuje wysoki poziom wody gruntowej

-zachodzi potrzeba zabezpieczenia budowli oraz skarpy lub zbocza przed osuwiskiem.

-miejsce na fundament jest ograniczone

-w pomieszczeniu należy wykonać głębokie wykopy

-występują duże obciążenia, np. filary mostowe, budownictwo przemysłowe, itp.

- zachodzi konieczność wzmocnienia istniejących fundamentów bezpośrednich,

-na terenach ze zjawiskami krasowymi, lub z nierównym stropem skał nie zwietrzałych.

45. wymień klasyfikacje pali

Pale dzieli się pod względem warunków pracy, pod względem materiału pod względem sposobu wykonania ze względu na średnicę

46. klasyfikacja pali pod względem warunków pracy - przedstaw na schemacie

-Stojące (słupowe) - gdy nośność pala Nt zależy głównie od oporu pod jego stopą Np (posadowienie na skale), -Zawieszone (wiszące) - gdy nośność pala Nt zależy prawie wyłącznie od oporu tarcia gruntu wzdłuż pobocznicy pala Ns (długość takich pali jest 2÷3 razy większa od szerokości rusztu), -Normalne (pośrednie) - nośność pala Nt zależy od oporu gruntu pod ostrzem i od oporu tarcia wzdłuż pobocznicy pala, -Ukośne - konieczne, gdy obciążenie poziome H przekracza 10% obciążenia pionowego Q lub jest większe od nośności bocznej.

47. klasyfikacja pali pod względem materiału, sposobu wykonania oraz rozmiarów poprzecznych (średnicy) Podział pali pod względem materiału: drewniane, stalowe, betonowe, żelbetowe, kombinowane. Podział pali pod względem sposobu wykonania: Gotowe: -wbijane (drewniane, stalowe, żelbetowe, prefabrykowane, kombinowane, Raymonda), -wwiercane (stalowe, żelbetowe), -wciskane (Mega).

Wykonywane w gruncie:

-w otworach wierconych w gruncie (Straussa, Wolfsholza, Contractor), -w otworach wybijanych w gruncie (Franki, Simplex, Vibro).

Podział pali ze względu na średnicę:

średnica: -Normalnośrednicowe (20÷60) cm

-Wielkośrednicowe średnica > 60 cm

-Mikrofale średnica: (5÷20) cm

48. omów sposoby rozmieszczenia pali pod fundamentem pod obciążenia osiowe i Mimośrodowe

A. maxσObciążenie osiowe lub mimośrodowe siłami pionowymi przy: ( min) ≤ 1,2 (naprężenia krawędziowe) pale rozstawia sięσ/ równomiernie

a) pod ławą - naprzeciwlegle, b) pod ławą - mijankowo, c) pod stopą kwadratową, d) pod stopą trójkątną, e) pod płytą - układ w siatce kwadratowej,

f) pod płytą - układ w siatce trójkątnej.

B. min)σmax /σObciążenie siłami pionowymi mimośrodowo, przy: ( > 1,2 -dostosowuje się układ pali do położenia wypadkowej obciążenia lub

-dopuszcza się niejednakowe obciążenie poszczególnych rzędów pali.

49. omów obliczanie nośności pala pojedynczego obciążonego siłą pionową wg stanu granicznej nośności

Qr - obliczeniowe obciążenie działające wzdłuż pala, N - obliczeniowa nośność pala,

m - współczynnik korekcyjny:

m = 0,90 - dla fundamentu na palach,

m = 0,70 - oparcie fundamentu na 1 palu,

m = 0,80 - na 2 palach.

Obliczeniowa nośność pala: wciskanego Nt

wyciąganego Nw

N_p - opór podstawy pala [kN],

N_s - opór pobocznicy pala wciskanego [kN],

A _p - pole przekroju poprzecznego podstawy pala [m2], A_si - pole pobocznicy pala zagłębionego w gruncie w obrębie warstwy i [m2],

q ^{( r )} - jednostkowa, obliczeniowa wytrzymałość gruntu pod podstawą pala,

t_i^{( r )} - jednostkowa, obliczeniowa wytrzymałość gruntu wzdłuż pobocnicy pala, w obrębie warstwy i,

S_p , S_s , S_w - współczynniki technologiczne przyjmowane wg tabeli

q^(r) wyznaczamy na podstawie wytrzymałości granicznej q

przyjmowanej wg tabeli, w zależności od:

- rodzaju gruntu, - stopnia jego zagęszczenia I_D⁽ⁿ⁾ , lub - stopnia plastyczności I_L⁽ⁿ⁾

stosując normowy współczynnik materiałowy gruntu γm ≤0,9

Wytrzymałość obliczeniową q^(r) oblicza się ze wzoru:

Dla gruntów bardzo spoistych i zwięzło spoistych (Φu = 0) można przyjmować do obliczeń:

S_u^(r) - wytrzymałość obliczeniowa gruntu przy ścinaniu (bez konsolidacji i odsączania wody z próbki) mierzona „ in situ” sondą krzyżakową lub określona na próbkach nienaruszonych w aparacie trójosiowego ściskania

Wyznaczanie wartości t^(r) - jednostkowej obliczeniowej wytrzymałości gruntu wzdłuż pobocznicy

50. omów współczynniki technologiczne stosowane przy obliczaniu nośności pala

S p , S s , S w - współczynniki technologiczne przyjmowane wg tabeli

Sp - współczynnik określający rzeczywistą nośność podstawy

Ss - współczynnik określający rzeczywistą nośność pobocznicy w danej warstwie

Sw - współczynnik określający siłę wyporu gruntu

Wszystkie zależą od rodzaju gruntu.

51. jak obliczyć jednostkową obliczeniową wytrzymałość gruntu pod podstawą dowolnego pala

Wyznaczanie wartości q^(r) - jednostkowej obliczeniowej wytrzymałości gruntu pod podstawą: q^(r) wyznaczamy na podstawie wytrzymałości granicznej q przyjmowanej wg tabeli, w zależności od: - rodzaju gruntu, - stopnia jego zagęszczenia I_D⁽ⁿ⁾ , lub - stopnia plastyczności I_L⁽ⁿ⁾ stosując normowy współczynnik materiałowy gruntu γm ≤0,9

Wytrzymałość obliczeniową q^(r) oblicza się ze wzoru

52. jak obliczyć jednostkową obliczeniową wytrzymałość gruntu wzdłuż pobocznicy pala

Wyznaczanie wartości t^(r) - jednostkowej obliczeniowej wytrzymałości gruntu wzdłuż pobocznicy t^(r) wyznaczamy na podstawie wytrzymałości granicznej t przyjmowanej wg tabeli, w zależności od:

- rodzaju gruntu,

- stopnia jego zagęszczenia I_D⁽ⁿ⁾ , lub

- stopnia plastyczności I_L⁽ⁿ⁾

stosując normowy współczynnik materiałowy gruntu γ_m ≤0,9

Wytrzymałość obliczeniową t^(r) oblicza się ze wzoru:

53. scharakteryzuj tarcie negatywne - w jakich przypadkach należy je uwzględniać obliczając nośność pala

Obliczając nośność pala należy uwzględnić możliwość wystąpienia tarcia negatywnego

Tarcie negatywne (ujemne): - wywołane jest osiadaniem gruntu względem trzonu pala,

- zmniejsza całkowitą nośność pala,

- może występować w następujących przypadkach:

1.pal jest wprowadzony w warstwy nośne przez warstwy gruntów nieskonsolidowanych lub luźno usypanych (np. torfy, namuły, grunty spoiste o I_L > 0,75, grunty niespoiste o I_D < 0,2, i świeże nasypy), które osiadają pod wpływem własnego ciężaru,

2.przewidywane jest dodatkowe obciążenie naziomu względnie odwodnienie gruntu zalegającego wokół pala.

54. omów minimalne zagłębienie pali w gruncie. W gruncie nośnym:

• 1,0 m - w grunt zagęszczony i zwarty,

• 2,0 m - w grunt: średnio-zagęszczony, półzwarty, twardoplastyczny,

• Jeżeli w wartości obliczeniowej na nośność pala N_t : S_p·q^(r)·A_p > 0,5·N_t

to taki pal powinien być zagłębiony co najmniej na 1,5 m w warstwie, dla której określono q.

Warunek ten nie dotyczy podłoża skalnego

55. omów ogólne zasady obliczania nośności grupy pali

Zasada: nośność fundamentów na palach należy obliczać przenosząc całe obciążenie fundamentu wraz z jego ciężarem własnym na pale, bez udziału oczepu zwieńczającego pale.

A. Nośność grupy pali = Σ nośności pali pojedynczych w przypadkach:

• pale opierają się na skale,

• dolne końce pali są wprowadzone na głębokość ≥ 1 m w zagęszczone grunty gruboziarniste lub grunty spoiste zwarte,

• pale są wbijane bez wpłukiwania w piaski zagęszczone lub średnio zagęszczone (dotyczy to również pali Franki, Vibro i Fundex).

B. W przypadku wbijania pali bez wpłukiwania w piaski luźne (dotyczy to również pali Franki, Vibro i Fundex):

• gdy rozstaw między palami r ≥ 4D nośność grupy pali = Σ nośności pali pojedynczych

• gdy 3D ≤ r < 4D nośność grupy pali = 1,15 Σ nośności pali pojedynczych

Tak wyznaczona nośność grupy pali nie może przekraczać nośności fundamentu bezpośredniego o powierzchni wyznaczonej obrysem zewnętrznych pali w fundamencie i na głębokości ich podstaw.

C. W przypadku zagłębienia pali w grunty spoiste (z wyjątkiem zwartych), a także uwarstwione na przemian spoiste i niespoiste należy sprawdzić strefy naprężeń wokół pali.

Gdy w poziomie podstaw pali:

• strefy naprężeń nie zachodzą na siebie

nośność grupy = Σ nośność pojedynczych pali

• strefy naprężeń zachodzą na siebie

do obliczeń nośności grupy pali należy wprowadzić współczynnik m1 , redukujący nośność pobocznicy pali

56. podaj i omów warunek nośności granicznej pala wciskanego osiowo

Q_r - wartość obliczeniowa siły osiowej wciskającej pal [kN],

m - współczynnik korekcyjny,

N_t - obliczeniowa nośność pala wciskanego (bez uwzględnienia tarcia negatywnego) [kN],

T_n - obliczeniowe obciążenie pala pojedynczego negatywnym tarciem gruntu [kN],

m_n - współczynnik korekcyjny do tarcia negatywnego dla pala pracującego w grupie pali

57. co to jest obliczeniowa nośność osiowa pala wciskanego - podaj zależności. Obliczeniowa nośność osiowa pala wciskanego

Wg PN-83/B-02482 - powinna spełniać następującą nierówność: gdzie:

Q_r - wartość obliczeniowa siły osiowej wciskającej pal [kN],

m - współczynnik korekcyjny,

N_t - obliczeniowa nośność pala wciskanego (bez uwzględnienia tarcia negatywnego) [kN],

T_n - obliczeniowe obciążenie pala pojedynczego negatywnym tarciem gruntu [kN],

m_n - współczynnik korekcyjny do tarcia negatywnego dla pala pracującego w grupie pali

obliczeniowa nośność pala wciskanego

a1, a2 - współczynniki redukcyjne, gdy występują pale rurowe otwarte, w innych przypadkach a1 = a2 = 1,0 ,

m1 , m2 - współczynniki korekcyjne uwzględniający pracę pala w grupie pali wbijanych w grunty, o wartości zależnej od rodzaju gruntu i rodzaju pala.

58. omów obliczeniową nośność osiową pala wyciąganego

obliczeniowa nośność pala - oznaczenia:

Np - opór podstawy pala [kN],

Ns - opór pobocznicy pala wciskanego [kN],

A p - pole przekroju poprzecznego podstawy pala [m2],

Asi - pole pobocznicy pala zagłębionego w gruncie w obrębie

warstwy i [m2],

q^(r) - jednostkowa, obliczeniowa wytrzymałość gruntu pod

podstawą pala,

ti^(r) - jednostkowa, obliczeniowa wytrzymałość gruntu wzdłuż

pobocznicy pala, w obrębie warstwy i ,

Sp ,S s ,S w - współczynniki technologiczne przyjmowane wg tabeli.

59. podaj wzór na osiadanie grupy pali

Osiadanie dowolnego pala „i” w grupie składającej się z k pali wyznacza się ze wzoru:

Si- osiadanie pala pojedynczego pod wpływem jednostkowego obciążenia (Qn = 1), zgodnie ze wzorem

Qnj , Qni - obciążenie odpowiednio pala j oraz i, aij

0 - współczynnik oddziaływania pomiędzy palami j oraz i .

Stosuje się również wzory uproszczone - uśrednione.

60. na czym polega obliczanie fundamentów na palach wg stanu granicznego użytkowania

Obliczenia te należy wykonać, gdy istnieją obawy co do nadmiernych przemieszczeń budowli

ogólny warunek obliczeniowy:

[S] - przemieszczenie wyrażające następujące wielkości:

a) osiadanie pala pojedynczego,

b) średnie osiadanie fundamentu palowego lub średnie osiadanie fundamentów budowli,

c) przechylenie budowli jako całości lub jej wydzielonej części,

d) odkształcenie konstrukcji:

-wygięcie (ugięcie) fundamentu względnie budowli jako całości lub części między dylatacjami,

-różnica osiadań fundamentu lub fundamentów budowli.

[S]d - odpowiednie wartości dopuszczalne określane przez projektanta.

Osiadanie pala pojedynczego

Qn - obciążenie pala działające wzdłuż jego osi,

E₀ - moduł odkształcenia gruntu poniżej podstawy pala,

Iw - współczynnik wpływu osiadania, zależny od modułu sprężystości trzonu pala, współczynników wpływu osiadania (funkcja geometrii pala i parametrów warstwy nieodkształcalnej poniżej podstawy pala).

61. podaj wzory na osiadanie pala pojedynczego

Grunt jednorodny wpływ warstwy nieodkształcalnej poniżej podstawy pala:

gdzie:

Qn - obciążenie pala działające wzdłuż jego osi,

E₀ - moduł odkształcenia gruntu poniżej podstawy pala,

Iw - współczynnik wpływu osiadania, zależny od modułu sprężystości trzonu pala, współczynników wpływu osiadania (funkcja geometrii pala i parametrów warstwy nieodkształcalnej poniżej podstawy pala).

Grunt jednorodny wpływ warstwy nieodkształcalnej w podstawie pala:

gdzie:

MR - współczynnik osiadania pala (słupowego) z warstwą nieodkształcalną w podstawie przyjmowany wg rysunku,

At - powierzchnia przekroju poprzecznego pala,

Et - moduł sprężystości trzonu pala.

62. do jakiej głębokości należy sumować osiadanie fundamentu na palach - podaj warunek i narysuj schemat

Sumowanie osiadań prowadzić do głębokości, dla której:

63. do czego służy i wg jakich kryteriów sprawdza się dopuszczalną nośność pali fundamentowych za pomocą próbnych obciążeń

Zasady ogólne:

• nośność pali - osiowa i boczna - przyjęta na podstawie obliczeń powinna być każdorazowo sprawdzana (do tego służy) w terenie za pomocą obciążenia próbnego

• próbnemu obciążeniu poddawany jest w każdej strefie o podobnym układzie gruntu co najmniej jeden pal, znajdujący się w najniekorzystniejszym pod względem gruntowym miejscu strefy

• jeśli układ warstw pod daną budowlą jest niezmienny, należy poddać próbnemu obciążeniu: co najmniej 2 pale - przy 100 palach w fundamencie, co najmniej 1 pal na każde rozpoczęte dalsze 100 pali

• w miarę możliwości, należy obciążeniu poddać pale zapuszczone w grunt, który nie uległ zagęszczeniu wskutek wbijania pali sąsiednich.

• podaj klasyfikację pali ze względu na sposób osadzania w gruncie oraz przedstaw ich charakterystykę

Są to pale:

• wbijane (emitują drgania, uciążliwe akustycznie, zagęszczają grunt, niszczą strukturę gruntu)

• wwiercane (trzon zwykle rurowy o średnicy 120-150mm, świder 0,5-1,2m talerzowy lub spiralny, nośność 2000-4000 kN, szybko się je wykonuje, brak wstrząsów, nie niszczą naturalnej struktury gruntu, stosunkowo duży koszt, łatwość ukręcenia trzonu)

- wciskane: są zagłębiane w grunt siłą statyczną dźwignika hydraulicznego, przeciwwagą dla dźwignika jest

konstrukcja budowli, stosowane przeważnie pod istniejące fundamenty w celu ich wzmocnienia,

• wykonywane w otworach w gruncie (w otworach wierconych lub wybijanych)

(pale tego typu pozostawiają grunt otaczający w stanie nie zmienionym lub nawet częściowo rozluźnionym, nie generują wstrząsów, można pracować w sąsiedztwie istniejących budowli, można je wykonywać w pomieszczeniach zamkniętych stropami, sprzęt jest prosty tani lekki i przenośny, długość pali jest praktycznie nie ograniczona (można przesuwać obsadę, możliwość korekty wstępnych badań gruntu poprzez pobieranie próbek w trakcie wiercenia)

65. podaj klasyfikację i charakterystykę (zalety, wady) pali wbijanych

Są to pale:

• drewniane (duży zapas materiału w przyrodzie, stosunkowo nieduży ciężar ułatwiający transport, łatwość obróbki, odporność na zniszczenie pod warunkiem stałego zanurzenia poniżej zwierciadła wody, materiał na pale powinien być z zimowego cięcia - bez soków)

• stalowe (korzystne do stosowania w podporach czasowych, wprowadza się w grunt za pomocą kafarów lub wibromłotów, można je wprowadzać w grunt na znaczne głębokości łatwo przedłużyć przez spawanie)

• żelbetowe prefabrykowane (możliwość dobrania przekroju a więc i nośności do przewidywanych obciążeń, mniejsze pr-stwo uszkodzeń przy wbijaniu, odporność na działanie słonej wody - beton min. B 30, duży ciężar utrudniający transport i operacje na budowie, wymagający ciężkiego sprzętu do wbijania, trudności przy skracaniu, trudności przedłużania w trakcie wbijania, niemożliwość zastosowania w wodach agresywnych, duże wstrząsy przy wbijaniu - duży opór mogą być np. wpłukiwane aby to zredukować)

• pale kombinowane (np. drewno z żelbetem)

• pale Raymonda (uzyskuje się trwały pal żelbetowy, którego ciężar podczas wbijania niewiele przekracza ciężar pala drewnianego - wymaga prostego i lekkiego sprzętu, po wbiciu pal można obejrzeć od wewnątrz, gliza całkowicie chroni od dostępu do wody pozwalając na betonowanie na sucho, gliza chroni beton od agrsji, dzięki kształtowi stożkowemu pal dobrze wiąże się z gruntem i jest wytrzymały na nacisk i wyciąganie, gliza z cienkiej blachy pozwala na łatwe skracanie i wydłużanie pala, możliwe jest zgniecenie po wyjęciu rdzenia, nie można stosować przy budynkach wrażliwych na wstrząsy)

• wymień główne elementy sprzętu stosowanego do wbijania pali

Te elementy sprzętu to:

• młot uderzający w głowicę (podwieszony - spadowy, udarowy powietrzny lub parowy - pojedynczego działania, częstotliwy - podwójnego działania)

• urządzenia mechaniczne do podnoszenia pala

• źródło energii (kocioł parowy, sprężarka, silnik spalinowy lub elektryczny)

67. scharakteryzuj pale wiercone oraz technologię palowania

(64. ^)

68. scharakteryzuj pale wciskane oraz technologię palowania

(64. ^)

69. podaj wady i zalety pali wykonywanych w otworach wierconych w gruncie

• Pale tego typu pozostawiają grunt otaczający w stanie nie zmienionym lub nawet częściowo rozluźnionym.

• Pale wbijane zagęszczały grunt w swoim otoczeniu.

Zalety pali wykonywanych w otworach wierconych:

_ nie generują wstrząsów w czasie ich wykonywania - możliwość pracy w sąsiedztwie istniejących budowli,

_ można je wykonywać w pomieszczeniach zamkniętych stropami -stosując krótkie odcinki rur obsadowych,

_ sprzęt do wykonywania tych pali jest na ogół prosty, tani i lekki - przenośny,

_ długość pali jest praktycznie nieograniczona,

_ możliwość korekty wstępnych badań gruntu poprzez pobieranie próbek w trakcie wiercenia.

70. scharakteryzuj pale Straussa i technologię palowania

Wykonywanie:

• wiercenie otworu (wiertło z pojemnikiem - coś jakby łyżka :P )

• wykonywanie pala żelbetowego

• wykonywanie pala betonowego

Charakterystyka: Nośność 200-300 kN, łatwo rozerwać trzon betonowy przy wyciąganiu rury obsadowej, nieduża nośność związana z lekkim ubijaniem - słabe zagęszczenie betonu i jego słabe związanie z gruntem.

71. scharakteryzuj pale Wolfsholza i technologię palowania

Jest to ulepszona wersja pali Straussa (lepiej wiąże z gruntem dzięki wykorzystaniu do zagęszczania sprężonego powietrza - usuwa wodę, zagęszcza beton i wypycha rurę obsadową)

Nośność 600 kN. [Z] Betonowanie na sucho, dobre dociśnięcie trzonu pala do gruntu, wykonawstwo bez wstrząsów. [W] dość skomplikowany przebieg wykonania, konieczność pilnowania wydajności i ciśnienia sprężarki, łatwość przedostawania się powietrza i betonu do sąsiednich pali czy pobliskich przewodów drenażowych.

72. scharakteryzuj pale Contractor i technologię palowania

Jest to odmiana pali Wolfsholza (beton układa się w rurze wiertniczej pod wodą, za pomocą leja podnoszonego w miarę betonowania, po zabetonowaniu zamyka się rurę szczelną pokrywą i wprowadza sprężone powietrze). [Z] prostsze w wykonaniu od Pali W. [W] Słabsze dociśnięcie betonu do gruntu, brak możliwości oceny średnicy pala. Reszta jak pale W.

73. wymień i scharakteryzuj pale wykonywane w otworach wybijanych w gruncie

Te pale to:

• pale Franki (wykonywane w rurze obsadowej, wprowadzanej w grunt przez uderzanie odpowiednim ubijakiem w korek, wykonany z suchej mieszanki betonowej znajdujący się u spodu rury, korka się nie zbroi, ale potem się wkłada zbrojenie i sukcesywnie betonuje) (nośność 600-1200kN, duża nośność, duży stopień zmechanizowania robót, szczelny beton odporny na korozję, duże wstrząsy, ciężki sprzęt, ograniczona długość)

• pale Simplex (w grunt wbija się rurę stalową pogrubioną w górnym odcinki i opartą na ostrzu stożkowym o średnicy większej od średnicy rury) (średnica rury 30-60cm, nośność do 600 kN)

• Pale Vibro (w grunt wbija się rurę stalową pogrubioną na obu końcach ustawioną na ostrzu stożkowym, po wprowadzeniu zbrojenia wypełnia się rurę betonem plastycznym, odpowiedni młot uderza kolejno w górę (3cm) i w dół (1,5cm) powodując ruch rury, ok. 80 uderzeń na minutę) (średnica rury 420mm, nośność do 600kN)

• podaj ogólną charakterystykę pali wielkośrednicowych

Średnice 60-200cm, długość do 50m, udźwig 3-6 MN (nawet do 10!!) (pale H-W, wykonywane w otworach w gruncie lub FSC, wiercone)

Nazwa pali wiąże się z nazwami urządzeń stosowanych do ich wykonania:

_ Kafar Benoto,

_ Wiertnica Salzgitter,

_ System (pale) H-W,

_ Wiertnica uniwersalna ZREMB-Kujawy,

_ Pale formowane świdrem ciągłym.

75. scharakteryzuj technologię wykonania i zastosowania mikrofali

1. wiercenie

2. montaż zbrojenia

3. wypełnienie zaczynem cementowym

4. formowanie buławy (iniekcja)

5. połączenie z konstrukcją.

Proste i szybkie wykonanie, niska nośność, duży stopień mechanizacji robót, brak wstrząsów.

76. Czym różni się ścianka szczelna od ścianki szczelinowej

Ścianka szczelna - konstrukcja składająca się z podłużnych elementów zagłębionych (najczęściej wbitych) w grunt, ściśle do siebie przylegających.

Ściana szczelinowa - wykonywana w wąskich wykopach pod osłoną zawiesiny tiksotropowej (np. z iłów).

77. omów zastosowanie ścianek szczelnych stałych

Te zastosowania to:

• zabezpieczają szczelność pod podstawą fundamentu

• odgradzają w basenie portowym ląd od rejonów wodnych

• przy posadowieniach bezpośrednich na gruntach nawodnionych mogą stanowić wygrodzenie podłoża obciążonego, zabezpieczając fundament przed wypłukiwaniem

• mogą stanowić fundament głęboki

• scharakteryzuj ścianki szczelne drewniane - konstrukcja, wady zalety i sposób wbijania

• nieduże głębokości wykopu (~1 m) - w piasku nawodnionym :ścianka szczelna z 2 rzędów desek (o grubości 38÷42 mm)

• większe głębokości wykopu: brusy połączone na pióro i wpust

Ścianki szczelne o wymiarach dużych:

• wbija się bez specjalnych pali kierunkowych,

• rolę pali kierunkowych spełniają brusy wbite uprzednio trochę głębiej,

• łączy się brusy kierunkowe - tylko kleszczami górnymi, • ustawia się pozostałe brusy - pomiędzy kierunkowymi, • stopniowo wbija się brusy kierunkowe, • przy rozpoczynaniu prac można na ziemi ustawić prowadnice

79. Zalety ścianek szczelnych drewnianych

• wykazują znaczną szczelność, która z biegiem czasu wzrasta, • są lekkie, • poniżej zwierciadła wody są bardzo trwałe, • mogą pracować na obciążenia pionowe, • w porównaniu z żelbetowymi i stalowymi są znacznie tańsze.

80. Wady ścianek szczelnych drewnianych • mała wytrzymałość (w porównaniu ze stalowymi czy żelbetowymi), • trudności pokonywania przeszkód w gruncie przy wbijaniu, • ograniczona długość wymiarami drewna i wysokością kafara.

81. scharakteryzuj ścianki szczelne z pali wykonywanych w gruncie

Nie mogą pracować na zginanie, służą tylko jako ekrany szczelne, tworzy się je z pojedynczych pali formowanych w gruncie: bez rury obsadowej (ICOS-Veder), z rurą obsadową (Benoto, Wolfsholza, Franki),

• pale wykonuje się mijankowo, • w czasie wiercenia wprowadza się do otworu pod ciśnieniem przez wydrążoną żerdź i świder zawiesinę iłową, która uszczelnia ściany otworu i umożliwia utrzymywanie się ich pionowo bez konieczności rurowania,

• ponadto zawiesina wypłukuje urobek i wyprowadza go z otworu na zamontowane ponad ziemią koryto, a następnie na sito wstrząsowe, • po oddzieleniu urobku zawiesina może być ponownie użyta, • betonowanie wykonuje się za pomocą otwieranego od spodu długiego wiadra o pojemności ~ 0,5 m3.

82. scharakteryzuj ścianki szczelne stalowe - konstrukcja, wady zalety i sposób wbijania

wady ścianek szczelnych drewnianych doprowadziły do stosowania ścianek stalowych

Typy profilów ścianek szczelnych:

_ płaskie - tworzą płaskie ciągi ścianek,

_ korytkowe - ciągi faliste,

_ zetowe - ciągi faliste,

_ dwuteowe,

_ skrzynkowe - ciągi skrzynkowe.

_ specjalne typy profili korytkowych i zetowych można łączyć w ciągi skrzynkowe,

_ specjalne profile do łączenia brusów w narożnikach i odgałęzieniach

Profile walcowane w Europie i Ameryce można charakteryzować ze względu na:

_ wytrzymałość mierzoną wartością wskaźnika wytrzymałości Wx względem osi ścianki,

_ jakość mierzoną stosunkiem Wx do ciężaru G ścianki (liczonym na 1 m ścianki),

_ szczelność zależną od konstrukcji zamków,

• o szczelności ścianki decyduje zamek:

_ najbardziej szczelne ścianki - Hoescha, Klöcknera,

_ najbardziej niekorzystne - ścianki Kruppa i Peinera,

_ profile Larsena produkowane w Polsce:

zalety:

- prosty kształt ułatwiający wbijanie,

- duża wartość Wx /G ,

- korzystne położenie zamka w płaszczyźnie obojętnej ścianki (tam gdzie odkształcenia są najmniejsze).

wady:

- niezbyt duża szczelność zamka

Technologia wbijania:

• wbijanie brusów stalowych ścianki szczelnej odbywa się parami,

• połączenie uzyskuje się np. przez zaciśnięcie zamków prasą przed wbiciem,

• do ochrony górnej krawędzi blachy od rozbicia młotem stosuje się specjalne hełmy (czapki, kołpaki),

• wbijanie ścianki zaczyna się od narożnika,

• następnie przy nim na ziemi układa się prowadnice drewniane o długości 3÷4 m, łączone śrubami po uprzednim wstawieniu pomiędzy nie klocków drewnianych,

• brusy wbija się początkowo na 2÷4 m, a później dobija do żądanej głębokości, dlatego wygodnie jest pracować dwoma kafarami rozstawionymi na 3÷5 m

Zalety ścianek szczelnych metalowych:

• są łatwe w wykonaniu, przechodzą przez przeszkody znacznie łatwiej niż inne rodzaje ścianek,

• charakteryzują się dużą wytrzymałością - w porównaniu ze ściankami drewnianymi,

• charakteryzują się małym ciężarem - w porównaniu ze ściankami żelbetowymi,

• dają się łatwo sztukować poprzez spawanie,

• można je wielokrotnie używać,

• dzięki pewnym luzom w zamkach można je prowadzić po liniach łukowych.

Wady ścianek szczelnych metalowych :

• znaczny koszt,

• mniejsza szczelność - w porównaniu ze ściankami drewnianymi,

• brusy nie mogą przejmować obciążeń pionowych - z wyjątkiem przekrojów skrzynkowych.

83. scharakteryzuj ścianki szczelne żelbetowe - konstrukcja, wady zalety i sposób wbijania

• stosuje się wyłącznie jako części konstrukcji, nie zaś do czasowej obudowy wykopu

- duży koszt wykonania,

- trudności przy zagłębianiu,

- trudności przy uszczelnianiu.

• Wbijanie ścianki szczelnej żelbetowej - podobne do wbijania ścianek stalowych:

- ostrze zabezpiecza się tzw. butem z blachy,

- ochrona głowicy poprzez specjalne hełmy,

- stosuje się mocne prowadnice drewniane.

Zalety

• większa trwałość (pod warunkiem starannego wykonania),

• zdolność do przenoszenia obciążeń pionowych.

Wady w porównaniu ze ścianką stalową

• ścianki żelbetowe są znacznie cięższe (wymagają cięższego sprzętu),

• są kruche, łatwo ulegają uszkodzeniu,

• duże użycie stali - oszczędność stali w porównaniu ze ścianką stalową jest nieznaczna,

• uszczelnienie jest trudniejsze niż przy ściankach stalowych,

• nie mogą być wielokrotnie użyte,

• wymagają dużego placu prefabrykacji.

84. Wymień zastosowania ścian szczelnych (szczelinowych !?)

1. przegrody szczelne

2. fundamenty ścian nośnych konstrukcji

3. zabezpieczenie ścian wykopów budowlanych

4. podziemne ściany konstrukcyjne budynków i innych obiektów, np. tuneli

85. scharakteryzuj fundamentowanie na studniach opuszczanych

Studnia jest to ciężka skrzynia cylindryczna lub prostopadłościenna wykonana z:

• cegły,• betonu,• żelbetu,• czasami z drewna, stali lub żeliwa, zagłębiana poniżej dna wykopu pod własnym ciężarem w wyniku wybierania gruntu spod noża i ze środka studni.

Studnia opuszczana: 1-płaszcz studni, 2-płyta denna, 3-nóż, 4-odsadzka 0,1÷0,2 m, 5-płyta wieńcząca, 6-konstrukcja.

Sposoby zmniejszania tarcia wzdłuż pobocznicy:

• nachylenie ścian studni ponad odsadzką w granicach 20:1¸40:1

• wygładzenie betonu na zewnętrznej powierzchni ścian,

• opłukiwanie płaszcza wodą doprowadzoną pod ciśnieniem rurkami zabetonowanymi w ścianie,

• stosowanie zawiesin tiksotropowych obok płaszcza studni.

• grunt ze studni wybiera się ręcznie lub mechanicznie,

• poniżej zwierciadła wody gruntowej wybiera się mechanicznie,

• ułatwienie zagłębiania uzyskuje się poprzez zastosowanie noża.

Zastosowanie studni opuszczanych:

• fundamenty głębokie gdy:

- grunt nośny zalega głęboko, lub

- działają znaczne obciążenia pionowe lub poziome,

- istnieje niebezpieczeństwo rozmycia dna rzeki (np. filary mostowe),

• pomieszczenia podziemne: zbiorniki, garaże, itp..

Zalety studni opuszczanych:

• unika się wykonywania dużych wykopów,

• możliwość uniknięcia obniżenia poziomu wody gruntowej,

• możliwość przeniesienia dużych sił pionowych i poziomych.

Wady studni opuszczanych:

• trudności w opuszczaniu w przypadku istnienia przeszkód w gruncie (studnię należy wtedy zamienić na keson)

86. ogólne zasady projektowania studni opuszczanych - badania geotechniczne podłoża gruntowego, przekroje poprzeczne, grubość ścian studni, ciężar studni, nośność studni

Przekroje : kołowy, kwadratowy, prostokątny, kombinowane; do tego wielokomorowe, dwukomorowe, jednokomorowe. Najgłębsza studnia 70 m, zwykle poniżej 20 m. Projekt studni wykonuje się w oparciu o wyniki szczegółowych badań geotechnicznych określających: układ i miąższość warstw gruntu, właściwości fizyczne gruntu, właściwości mechaniczne gruntu. Ponadto celem badań jest ustalenie ewentualnych przeszkód:

kamieni, głazów, pni drzew, itp.

Grubość ścian studni kołowych o średnicy ≤ 10 m

- przy klasycznych metodach zapuszczania i

- bez zastosowania zawiesin tiksotropowych

dla betonowych

dla żelbetowych

d - grubość płaszcza studni [cm],

Dz - średnica zewnętrzna studni [m].

Ciężar studni:

T - siła tarcia wzdłuż płaszcza studni,

U - obwód studni,

h - wysokość studni,

t - tarcie jednostkowe wzdłuż płaszcza studni

Nośność studni: Ns = Rp + Rs

Ns - nośność studni (Ns = Q + Gs),

Q - ciężar budowli,

Gs - ciężar własny studni z wypełnieniem,

Rp - opór gruntu pod podstawą studni,

Rs - opór tarcia wzdłuż pobocznicy studni,

Rp = qfn ×F , Fs = U×(h - 2,5)×tśr ,

qfn - jednostkowe obciążenie dopuszczalne gruntu na głębokości D +h,

F - powierzchnia przekroju studni,

U - obwód studni,

h - wysokość studni,

hi - grubość i-tej warstwy,

ti - z tabeli.

87. opisz technologię wykonywania i opuszczania studni Opuszczanie studni na lądzie • wykonanie wykopu do poziomu o 0,5 m wyższego od poziomu wód gruntowych,

• dokładne wyrównanie powierzchni dna wykopu,

• ułożenie podkładek na dnie wykopu,

• zmontowanie noża studni na podkładkach,

• wykonanie szalowania (jeżeli studnia jest betonowa lub żelbetowa) dla pierwszej sekcji,

• ustawienie zbrojenia pionowego dla całej studni,

• przy projektowanej głębokości studni £ 10 m, wykonuje się cały korpus studni od razu,

• przy większych głębokościach zapuszczania wykonuje się nadbudowę ścian studni:

• segmentami o wysokości ok. 4,0 m, albo

• przez ciągłe nadmurowywanie blokami betonowymi (prefabrykaty),

• szalowanie robi się z drewna lub z blach stalowych podwieszając jego elementy do pionowego zbrojenia studni, • na zbrojeniu u góry umieszcza się lewary śrubowe, które podnoszą szalowanie w miarę postępu robót. Po zabetonowaniu pierwszej sekcji (lub całości przy studniach niegłębokich) pozostawia się je na około 4 tygodnie. Po tym terminie można rozpocząć opuszczanie studni z podkładek kolejność opuszczania studni na lądzie • ostrożnie podkopuje się i wyjmuje wszystkie podkładki kolejno co drugą spod noża krótszych ścian studni (jednocześnie spod obydwu ścian symetrycznie), • wyjmuje się połowę podkładek (co drugą) spod noża dłuższych ścian,

• symetrycznie wyjmuje się pozostałe podkładki spod dłuższych ścian, stopniowo zbliżając się do punktów „stałych”; wyjmowanie należy rozpocząć od najdalszych podkładek w stosunku do „stałych”,

• w miarę wyjmowania podkładek, należy bardzo starannie podbijać grunt pod półkę noża,

• jako ostatnie usuwa się podkładki „stałe”, robiąc to jednocześnie we wszystkich 4 punktach.

Stosuje się 2 sposoby opuszczania studni:

- „na sucho”, z odpompowywaniem wody z wnętrza studni,

- „na mokro”, bez odpompowywania wody.

Opuszczanie studni „na sucho” jest możliwe:

• przy niedużym dopływie wody (tj. albo przy małym ciśnieniu wody, albo przy małej przepustowości warstw gruntu, przez które studnia będzie przechodzić),

• jeżeli pompowanie wody nie spowoduje powstania zjawiska kurzawki.

Opuszczanie studni „na mokro”: -zwierciadło wody w jej wnętrzu należy utrzymywać na tym samym poziomie na jakim znajduje się woda na zewnątrz, lub wyższym

Kolejność opuszczania studni na wodzie: Przy opuszczaniu studni w miejscu pokrytym wodą (rzeki, baseny portowe, itp.) stosowane są różne sposoby, zależnie od głębokości i szybkości przepływu wody: • przy wodach o głębokości < 5 m i szybkości przepływu do 1,5¸2,0 m/s opuszcza się studnie ze sztucznie usypanej wyspy o skarpach naturalnych lub wyspy wykonanej w ściankach szczelnych, • przy wodach o głębokości (5 ¸ 8) m opuszcza się z rusztowań stałych,

• przy wodach głębszych od 8 m opuszcza się z rusztowań pływających lub z wody (studnia pływająca).

88. Wyprostowywanie studni w czasie opuszczania

W czasie opuszczania studnia może się przechylić wskutek:

• napotkania przeszkody,

• zwiększenia z jednej strony tarcia bocznego.

Dla wyprostowania studni można zastosować różne środki. W razie stwierdzenia obecności, w podłożu poniżej zwierciadła wody gruntowej przeszkody, której nie będzie mógł usunąć nurek, można na czas usuwania przeszkody studnię zmienić na keson.

Po usunięciu z niej za pomocą sprężonego powietrza wody, wprowadza się robotników.

Po przejściu przeszkody można dalej prowadzić opuszczanie studni pod ciśnieniem sprężonego powietrza lub po usunięciu stropu sposobem normalnym, jeśli się upewnimy, że głębiej nie wystąpią następne przeszkody.

• usunięcie pojedynczej przeszkody przez nurka,

• większe podebranie gruntu spod noża od strony, która została zatrzymana dzięki większemu tarciu,

• obciążenie naziomu od strony zahamowanej, przez odsłonięcie płaszcza studni i jednoczesne obciążenie naziomu po stronie przeciwnej,

• zastosowanie naciągu lub dodatkowego obciążenia płaszcza,

• zastosowanie płuczki tiksotropowej, od strony zahamowanej, w celu zmniejszenia tarcia

89. ogólne uwarunkowania fundamentowania na kesonach

Keson jest to konstrukcja różniąca się od studni opuszczanej tym, że wybieranie gruntu poniżej zwierciadła wody odbywa się w komorze roboczej przy zwiększonym ciśnieniu powietrza.

Zastosowanie metody fundamentowania na kesonach: • przy posadawianiu ciężkich i zwartych w planie konstrukcji inżynierskich (mosty, porty),

• przy budowie podziemnych obiektów (zbiorniki, osadniki), gdy: • warstwa gruntu nośnego znajduje się na głębokości nie przekraczającej 35 m od poziomu zwierciadła wody gruntowej lub powierzchniowej, • fundamentowanie na studniach jest niemożliwe ze względu na przeszkody w gruncie, jak: kłody drzew, większe głazy, stare fundamenty, bardzo spoiste grunty w dolnej części konstrukcji itp. • dopływ wody jest tak duży, że nie można jej odpompować z dołu fundamentowego (grunty silnie nawodnione), • sąsiadujące obiekty uniemożliwiają naruszenie zwartości gruntów

pod ich fundamentami. Wady: • praca ludzi w sprężonym powietrzu (zwiększone ciśnienie w kesonie do wysokości hydrostatycznego ciśnienia panującego na zewnątrz kesonu, maksymalnie do 0,35 MPa, odpowiadającego zagłębieniu kesonu 35 m poniżej poniżej poziomu wody),

• duży koszt budowy stalowej lub żelbetowej komory roboczej i urządzeń śluzowych,

• trudność zmechanizowania robót,

• ograniczenie głębokości do ok. 35 m, z uwagi na szkodliwość dla zdrowia ludzi pracujących pod nadmiernym ciśnieniem.

W ostatnich latach przy fundamentowaniu podpór mostowych pale wielkośrednicowe konkurują z rozwiązaniami kesonowymi jako:

• droższymi i trudniejszymi do zmechanizowania robót,

• niebezpiecznymi dla zdrowia robotników wykonujących prace pod sprężonym powietrzem.

90. ogólne zasady konstruowania i obliczania kesonów

Zasady konstruowania i obliczania kesonów

Klasyfikacja kesonów ze względu na materiał:

• stalowe, • drewniane, • żelbetowe, • drewniano-betonowe. Klasyfikacja kesonów ze względu na konstrukcję skrzyni: • masywne (pełne), • żebrowane. Klasyfikacja kesonów ze względu na sposób opuszczania: • opuszczane z lądu lub z rusztowań, • opuszczane z barek pływających.

Budowa kesonu Skrzynia kesonu: - jest obudową komory roboczej, - składa się ze stropu i ścian bocznych zakończonych nożem. - wysokość komory roboczej - co najmniej 2,20 m, - kształt i wymiary skrzyni zależą od obrysu fundamentu budowli opierającego się na stropie kesonu. Najczęściej spotykane rzuty poziome kesonów:

a) prostokątny, b) kombinowany, c) kołowy, d) kombinowany. - wymiary kesonów bywają bardzo duże - np. 175x45 m, częściej 30x10 m.

- stosunek długości do szerokości £ 3:1, można dopuścić stosunek 4:1 ¸6:1, - ściany boczne skrzyni kesonowej - pionowe lub o nieznacznym nachyleniu 1/20¸1/50, - spód ścian bocznych skrzyni kesonu - zwykle zabezpieczony nożem stalowym (ochrona ściany przed zniszczeniem w czasie opuszczania),

- typy noży podobne jak przy studniach opuszczanych

Obliczanie fundamentów na kesonach

Prowadzi się w 2 etapach:

• obliczenie skrzyni kesonowej obciążonej murem oraz parciem gruntu i wody na jej ściany w czasie zapuszczania kesonu - obliczenia przybliżone wymiarów elementów kesonu i jego kształt,

• obliczanie fundamentu jako całości po wypełnieniu betonem komory roboczej uwzględniając parcie wody i gruntu na fundament.

Po ustaleniu wszystkich obciążeń przyjmuje się najniekorzystniejsze schematy dające największe obciążenie poszczególnych przekrojów kesonu (skrzyń).

Po ustaleniu maksymalnych wielkości momentów zginających, sił poprzecznych i podłużnych w poszczególnych przekrojach, sprawdza się założone wymiary przekrojów, wprowadzając w razie potrzeby

odpowiednie poprawki

91. ogólne zasady fundamentowania na kesonach( jak 87)

92. ogólne zasady fundamentowania na ścianach szczelinowych oraz możliwe zastosowania

• fundamenty ze ścian szczelinowych wykonuje się jak przepony wodoszczelne,

przekroje:

• prostokątne o znacznie wydłużonym boku,

• krzyżowe,

• dwuteowe,

• skrzynkowe itp.

• szerokość fundamentów - 0,6¸1,8 m,

• głębokość posadowienia w zależności od stosowanego sprzętu 20¸30 m (max 35 m),

zastosowania ścian szczelinowych jako fundamenty:

• pod budowlami wysokimi (np. kominami),

• pod filarami i przyczółkami mostowymi,

• pod ścianami nowych budynków wykonywanych obok budynków istniejących,

• przy wykonawstwie kanałów, tuneli i do wzmacniania istniejących fundamentów.

93. wymień cele wzmacniania i uszczelniania podłoża gruntowego

Cel wzmacnianie podłoża gruntowego: • zwiększenie obciążenia gruntu pod fundamentami, • zmniejszenie parcia gruntu na przylegające do niego budowle, • powiększenie odporu gruntu.

Cel uszczelniania:

• stworzenie przepony wodoszczelnej, • uniemożliwiającej dopływ wody do miejsca wykonywania robót, lub • zapobiegającej odpływowi wody z gruntu.

94. wymień metody wzmacniania i uszczelniania podłoża gruntowego

Metody wzmacniania i uszczelniania:

• wymiana gruntu,

• wstępne obciążenie gruntu,

• konsolidacja słabo nośnych gruntów przez odwodnienie za pomocą pionowych drenów (z jednoczesnym wstępnym obciążeniem gruntu lub bez obciążenia dodatkowego),

• zagęszczenie gruntu,

• wtłaczanie tłucznia,

• zastosowanie zastrzyków,

• konsolidowanie gruntów spoistych przez odwodnienie metodą elektroosmozy,

• zamrażanie gruntu,

• spiekanie gruntu,

• zbrojenie gruntu.

95. omów wymianę gruntu jako metodę wzmacniania podłoża gruntowego. Wymiana gruntu

Ława piaskowa w gruncie nie nawodnionym

• Stosuje się:

• przy niewielkich naciskach lub małej grubości gruntu słabego (0,5¸1,5 m),

• gdy w podłożu powyżej granicy przemarzania występują grunty wysadzinowe.

• zastępuje się warstwę gruntu słabego lub wysadzinowego:

• piaskiem ewentualnie

• pospółką lub żwirem

• szerokość ławy dobiera się tak, aby:

- obciążenie jednostkowe gruntu u podstawy ławy spełniało wymagania I stanu granicznego według normy PN-81/B-03020 dla gruntu leżącego niżej, zakładając, że w piasku nie nawodnionym obciążenia rozkładają się pod kątem a = 20⁰

96. omów wstępne obciążanie gruntu jako metodę wzmacniania podłoża gruntowego. Wstępne obciążanie gruntu

Rozkład naprężeń w gruncie pod

obciążeniem wstępnym i pod

budowlą:

q - przewidziane jednostkowe obciążenie dodatkowe gruntu u podstawy fundamentu,

σ_w - jednostkowe obciążenie gruntu na tym samym poziomie od obciążenia wstępnego.

Stosuje się do: • gruntów spoistych nie skonsolidowanych,

• gruntów niespoistych w stanie luźnym.

• metoda polega na: • usypaniu na miejscu przyszłej budowli nasypu ziemnego lub • ułożeniu innego materiału. • proces wzmacniania:

- pod wpływem ciężaru nasypu, grunt:

• osiada, • zagęszcza się i • wzmacnia;

- po ukończeniu osiadania nasyp się usuwa,

- po usunięciu nasypu na jego miejsce wznosi się projektowaną budowlę.

Naprężenia dodatkowe w gruncie wywołane obciążeniem wstępnym powinny być w każdym poziomie podłoża 1,2¸1,5 razy większe od naprężeń dodatkowych, które mają tam wystąpić po wykonaniu obiektu.

97. omów wstępne obciążanie gruntu jako metodę wzmacniania podłoża gruntowego: tj wyżej

98. omów wstępne obciążanie gruntów spoistych jako metodę wzmacniania podłoża gruntowego. Dreny piaskowe

• Wstępne obciążanie może mieć zastosowanie do gruntów spoistych tylko wtedy, gdy ułatwi się i przyspieszy odpływ wody z porów gruntu.

• Można to uzyskać za pomocą drenażu pionowego (pale piaskowe lub geodreny).

Pale piaskowe:

1 - pale piaskowe: f = 30¸50 cm , 2 - wstępne obciążenie (nasyp), 3 - podsypka piaskowa,

4 - grunt spoisty, 5 - grunt niespoisty (przepuszczalny), 6 - kierunki filtracji wody.

99. omów zagęszczanie gruntów jako metodę wzmacniania podłoża gruntowego

Zagęszczanie gruntów

Zagęszczanie podłoża ma na celu:

• polepszenie cech mechanicznych, a tym samym,

• zmniejszenie osiadań budowli.

Od kilku lat do zagęszczania dużych powierzchni stosuje się też WYBUCHY.

100. omów wzmacniania podłoża gruntowego metodą wybuchową

101. omów wtłaczanie tłucznia jako metodę wzmacniania podłoża gruntowego. Wtłaczanie tłucznia

• stosuje się do wzmocnienia • niezbyt grubej warstwy gruntu spoistego, • leżącej bezpośrednio pod powierzchnią terenu; • polega na wciskaniu w grunt tłucznia, • używa się do tego: • specjalnych ciężkich ubijaków lub • walców statycznych.

102. omów wstępne obciążanie gruntu jako metodę wzmacniania podłoża gruntowego (tj 94)

103. na czym polega stosowanie zastrzyków do wzmacniania podłoża gruntowego. Zastrzyki

• Metoda polega na wtłaczaniu w podłoże odpowiednich cieczy, zmieniających po pewnym czasie swoje właściwości i uszczelniających podłoże.

• W piaskach i żwirach: wtłaczanie odbywa się za pomocą iniektorów, wbijanych lub wpłukiwanych w podłoże.

• W skałach lub niektórych gruntach spoistych: konieczne jest wiercenie otworu, do którego wprowadza się przewód tłoczny zaopatrzony w uszczelkę gumową. iniektor - rurka stalowa o średnicy 50 mm, odpowiednio

prefabrykowana na końcu.

104. scharakteryzuj zastosowanie zastrzyków cementowych do wzmacniania podłoża gruntowego. Zastrzyki cementowe

• wykonuje się je z zaczynu cementowego o wskaźniku cementowo wodnym 0,05¸0,5, zależnym od wielkości porów lub szczelin w podłożu,

• zasięg rozchodzenia się zaczynu: - w skałach - 1,5 m, - w żwirach ~ 1,0 m, - w piaskach - 0,1¸0,75 m,

• stosuje się ciśnienie 0,3¸6,0 MPa - uważać aby ciśnienie nie spowodowało podniesienia całego masywu uszczelnianego lub elementów istniejącej budowli, np. posadzek piwnicznych,

• jeżeli stwierdzi się w skale lub nasypie obecność dużych kawern, wtedy wtłacza się najpierw zaprawę cementowo-piaskową lub ciekły beton, a następnie zaczyn cementowy, • często, zaleca się stosować zawiesiny iłowe lub cementowo-iłowe.

105. scharakteryzuj zastosowanie zastrzyków bitumicznych do wzmacniania podłoża gruntowego

Zastrzyki bitumiczne • stosuje się je w: - piaskach, - żwirach, - spękanych skałach, • wykonywane są z:

- asfaltów o penetracji 20¸70, lub - emulsji zawierającej 60% asfaltu, 35% wody i 5% emulgatora, • asfalt podgrzewa się do temperatury 2200C, • iniektory zaopatruje się w przewody podgrzewające, • stosowane ciśnienie wynosi 2,5¸3,0 MPa, • zasięg zależy od rodzaju bitumu, ciśnienia i wielkości szczelin lub porów (0,7 ¸2,0 m).

106. scharakteryzuj zastosowanie zastrzyków silikatyzacyjnych do wzmacniania podłoża gruntowego

Zastrzyki silikatyzacyjne (petryfikacyjne)

• wykonuje się je w piaskach średnich i drobnych przez wtłaczanie:

• najpierw roztworu szkła wodnego, a następnie

• roztworu chlorku wapnia.

w wyniku reakcji obu roztworów powstaje nierozpuszczalny związek, który zespala i uszczelnia podłoże. w piaskach bardzo drobnych stosuje się elektroosmotyczne wprowadzanie roztworów w grunty, rozstaw elektrod 1,0¸2,0 m, napięcie 60¸100 V, moc 80¸100 W na 1 m elektrody

107. scharakteryzuj zastosowanie zastrzyków polimerowych do wzmacniania podłoża gruntowego Zastrzyki polimerowe • wykonuje się je w: - rumoszach, - wietrzelinach, - żwirach, - piaskach, i - ww. utworach zaglinionych, • wykonuje się je z: - żywic acetonowo-formaldehydowych (AF-3) bez wypełniaczy, - żywic AF-3 z wypełniaczami (cement lub bentonit), • iniekt jest mieszaniną żywicy acetonowo-formaldehydowej (AF-3) i utwardzacza (wodny roztwór wodorotlenku sodowego), • stosowane ciśnienie - 200¸4500 kPa,

• zasięg rozchodzenia się iniektu - 0,3¸1,5 m.

108. scharakteryzuj zastosowanie elektroosmozy do wzmacniania podłoża gruntowego. Elektroosmoza

• metoda polega na osuszaniu podłoża za pomocą stałego prądu elektrycznego,

• w podłoże, pod fundament wprowadza się:

- igłofiltry (katody) i

- pręty metalowe (anody),

• prąd stały przyspiesza gromadzenie się wody w igłofiltrach, skąd jest usuwana.

109. scharakteryzuj zamrażanie gruntu jako metodę wzmacniania podłoża gruntowego. Zamrażanie gruntu

• stosuje się przy robotach głębokich, najczęściej gdy konieczne jest głębienie i odbudowa szybów do celów górniczych lub innych w gruntach słabych i nawodnionych, • stosuje się w tych przypadkach, gdy: - nie można użyć kesonów ze sprężonym powietrzem, lub - wytworzenie depresji jest niemożliwe, • po zamrożeniu wody w porach gruntu powstaje masa lodowo gruntowa nieprzepuszczalna dla wody i mająca dość dużą wytrzymałość na ściskanie, np.: - piaski: • w temperaturze -100C, Rc = 5,2¸14,2 MPa, • w temperaturze -200C, Rc = 10,9¸18,5 MPa, - gliny: • w temperaturze -10¸-15 0C, Rc = 5,6¸9,5 MPa, dla porównania

- Lód w temperaturze -150C ma Rc = 1.8 MPa.

110. scharakteryzuj spiekanie gruntu jako metodę wzmacniania podłoża gruntowego

• stosuje się przeważnie do lessów, • do spiekania gruntów można stosować: • nagrzane powietrze,

• paliwa płynne, • spiekanie rozgrzanym powietrzem: • średnica otworu wiertniczego 5÷10 cm, • temperatura rozgrzanego powietrza 700÷800 0C, • w tej temperaturze less nabiera właściwości cegły, • ciśnienie 0,3÷0,5 MPa, • po czasie spiekania 12÷15 h w temperaturze 600 0C, wytrzymałość na ściskanie wzrasta 5÷8 razy w stosunku do stanu naturalnego, • less nagrzany do temperatury 400 0C, w ciągu 2 h nagrzewania traci zdolność do zmian swych cech pod wpływem zawilgocenia.

111. scharakteryzuj zastosowanie geosyntetyków do wzmacniania podłoża gruntowego

• jest to współczesna technologia wzmacniania słabego podłoża dla różnego typu budowli,

• jako zbrojenie stosuje się: siatki polietylenowe, geowłókninę, folię, itp.

112. kiedy zachodzi potrzeba wzmacniania i pogłębiania fundamentów

Konieczność wzmacniania i pogłębiania fundamentów może być spowodowana:

• zwiększeniem obciążeń zewnętrznych (np. przebudową), • zmianą warunków gruntowo-wodnych, • zniszczeniem materiału fundamentów,

• uszkodzeniem, • błędnym zaprojektowaniem fundamentów, • koniecznością wykonania budowli głębiej posadowionej, lub głębokich wykopów pod instalacje (np. kanalizacyjne), w bezpośredniej styczności z daną budowlą.

113. wymień sposoby wzmacniania fundamentów

-Podmurowywanie i poszerzanie

-Pale, kotwy i ściany szczelinowe

114. na czym polega podmurowywanie i poszerzanie fundamentów

• jest to najprostszy sposób wzmacniania fundamentów, • podbudowywaną ścianę dzieli się na odcinki o długości 1 m, • podkopuje się fundament jednocześnie na co piątym odcinku, • po oczyszczeniu spodu fundamentu, podmurowuje się go na odkopanych, odcinkach cegłą na zaprawie cementowej, • w razie potrzeby można wykonać poszerzenie fundamentów, • w przypadku podbudowy podstaw słupów konstrukcyjnych, najlepsze rozwiązanie stanowi podparcie słupa na blokach stalowych podpartych poza wykopem.

• w przypadku poszerzania fundamentu bez jego pogłębiania przeprowadza się roboty np. wg rysunku, • istotne jest dobre powiązanie starej i nowej części fundamentu, • łączenia w wariantach b) i c) są korzystniejsze. a) łączniki stalowe ,b) wcięcie w murze, c) połączenie na docisk (nowa ława jest dociskana do starej dzięki jej zginaniu ku górze).

115. omów wykorzystanie pali, kotw i ścian szczelinowych do wzmacniania fundamentów

zwykle używa się pali:

• wciskanych (np. Mega), lub

• wierconych (np. Straussa),

• nie wywołują one wstrząsów przy zagłębianiu,

• nie wymagają ciężkiego sprzętu (możliwość wykonywania robót nawet w piwnicach),

• pale wciskane można wykonywać bezpośrednio pod ścianą bez wprowadzania podciągów i przekuwania ścian, odkopując ścianę na długości 1÷2 m.

Wzmacnianie fundamentów w wyniku oparcia na palach: 1 - belki wzmacniające podłużne,

2 - belki poprzeczne, 3 - beton uszczelniający,

4 - głowica pala, 5 - pale, 6 - stare nadgniłe pale drewniane fundamenty budynków i innych budowli można wzmocnić wykonując:

• pale „korzenie” lub

• kotwy gruntowe

• średnica takich pali: 5÷20 cm,

• specjalna technika wykonywania

wykonanie kotew obejmuje:

• wywiercenie otworu,

• wprowadzenie w otwór cięgna,

• wykonanie zastrzyku na odcinku nośnym kotwy (tzw. buławy),

• napięcie ścięgna oraz dokończenie zastrzyku.

wykonanie pala „korzenia” obejmuje:

• wywiercenie otworu (zwykle metodą udarową),

• włożenie pręta zbrojeniowego,

• wtłoczenie do otworu zaczynu cementowego (otwór może być lokalnie poszerzony),

pale „korzenie” - nazywamy mikrofalami

• kotwy gruntowe pracują na wyciąganie,

• mikropale pracują na wyciąganie i ściskanie.

• ściany szczelinowe znajdują szerokie zastosowanie przy wzmacnianiu i zabezpieczaniu fundamentów,

• kotwy gruntowe i ściany szczelinowe zabezpieczają budowle narażone na przesunięcia poziome

116. wymień metody betonowania pod wodą

• bezpośrednie,

• w workach,

• za pomocą kubełków lub skrzyń z otwieranym dnem,

• opróżnianych worków,

• przy zastosowaniu rury przesuwnej,

• za pomocą podnoszonej rury nieruchomej,

• betonowania wgłębnego,

• za pomocą kesonu - dzwonu powietrznego.

117. omów metodę betonowania bezpośredniego pod wodą

• betonowanie wprost do wody jest możliwe tylko przy małych głębokościach (do ~ 1 m), z zastrzeżeniem by świeże porcje betonu nie stykały się z wodą,

• uzyskuje się to przez usypanie pierwszych warstw betonu w stożek wystający ponad wodę,

• metodę tę stosuje się przy małych, mniej istotnych robotach fundamentowych.

118. omów betonowanie pod wodą za pomocą worków, kubłów i skrzyń. Betonowanie w workach

• niezbyt wilgotną masę betonu sypie się do worków,

• worki opuszcza się pod wodę na miejsce przeznaczenia,

• opuszczanie dokonuje się np. w skrzyniach z otwieranym dnem,

• skrzynie opuszcza się za pomocą dźwigów z brzegu lub z pontonów,

• worki wysypuje się w określonym miejscu i układa,

• worki są następnie przecinane przez nurków

Betonowanie za pomocą kubłów i skrzyń z otwieranym dnem

• porcje świeżego betonu opuszcza się w wymienionych naczyniach tuż nad miejscem przeznaczenia, • nurek opróżnia lub otwiera naczynia z betonem, • beton bez osłony przebywa przez wodę drogę bardzo krótką, w czasie której nie następuje segregacja jego składników, wady tej metody: • mała wydajność pracy, • wypłukiwanie cementu z powierzchni każdej porcji betonu,

• beton uzyskany tą metodą jest zatem słaby i gąbczasty.

119. omów betonowanie pod wodą z zastosowaniem rury przesuwnej. Betonowanie z zastosowaniem rury przesuwnej

• metoda polega na opuszczaniu świeżego betonu pod wodę w rurze stalowej o średnicy 15¸20 cm, zaopatrzonej w górnym końcu w lej, • dolny koniec rury ~ 50 cm ponad dnem lub wierzchem warstwy betonu, • betonowanie odbywa się warstwami o grubości ~ 50 cm, • warstwy układa się wąskimi pasmami prostopadłymi do osi deskowań,

• po wykonaniu jednej warstwy rurę skraca się lub podnosi o dalszych 50 cm i kontynuuje betonowanie wg tego samego sposobu.

a) Urządzenie do sypania betonu, b) schemat prowadzenia rury, c) układanie warstw betonu: 1- rura przesuwna na wózku, 2- suwnica, 3- rusztowanie, 4- deskowanie

Wady metody

• uwarstwienie gotowego betonu - na powierzchni każdej wykonywanej warstwy przed przykryciem jej warstwą następną gromadzi się namuł cementowy,

• betonowanie tą metodą jest możliwe tylko w wodzie spokojnej - stojącej.

Głębokość betonowania ograniczono do 5¸6 m.

120. omów betonowanie pod wodą z zastosowaniem rury nieruchomej

• metoda daje beton najbardziej jednorodny o dużej wytrzymałości,

• beton wykonuje się w obrębie ścianek szczelnych, lub szczelnych deskowań, które przygotowuje się na lądzie i, po uprzednim obciążeniu, stawia się na wyrównanym dnie lub podłożu,

• z pomostu, pomiędzy deskowania opuszcza się stalową rurę, złożoną z segmentów o długości 1¸2 m,

• w miarę postępu betonowania podnosi się rurę, odkręcając i usuwając jej górne części,

• po zakończeniu betonowania zdejmuje się wierzchnią warstwę betonu, wypłukaną z cementu.

121. na czym polega metoda betonowania wgłębnego pod wodą

Metoda ta zwana jest metodą podnoszącej się zaprawy; polega na tym, że przed przystąpieniem do betonowania układa się w deskowaniach czysto przemyte kruszywo od razu na całą wysokość betonowania fundamentu, zagęszczając je za pomocą wibrowania

Przykładowy skład kruszywa:

-kamień grubym o średnicy 4-30 cm

-żwir złożony z ziaren o wymiarach >= 6-9 mm.

Do tak przygotowanego kruszywa wpuszcza się od dołu za pomocą rur uprzednio wstawionych w deskowanie, specjalną zaprawę, która podnosząc się stopniowo wypełnia wszystkie pory w kruszywie

-do kruszywa grubego - zaprawa piaskowo-cementowa

-do drobnoziarnistego-zaczyn cementowy

Beton wykonany tą metodą niewiele ustępuje betonom wykonanym w sposób normalny. Głębokość betonowania-do 20 m.

122. omów betonowanie podwodne z zastosowaniem kesonów. Fundamentowanie z zastosowaniem kesonów - dzwonów powietrznych

• stosuje się, gdy wykonywanie robót podwodnych wymaga dużych dokładności i dobrej jakości betonu,

• keson-dzwon wykonuje się z drewna obitego blachą stalową lub za stali,

• wyposażony jest w taki sam sprzęt do śluzowania ludzi, materiału i sprężania powietrza, jak keson właściwy,

• po opuszczeniu kesonu, sprężonym powietrzem wypiera się z jego wnętrza wodę,

• po wyparciu wody, do kesonu-dzwonu można opuszczać ludzi, którzy będą pracować „na sucho”.

123. scharakteryzuj fundamentowanie w grodzach

Grodza jest to tymczasowa, pomocnicza budowla hydrotechniczna, stosowana przy robotach fundamentowych prowadzonych na terenie pokrytym trwale lub przejściowo wodą.

• w korycie rzeki,

• na terenie zalewowym,

• na jeziorze lub na morzu na niewielkiej głębokości,

zadanie grodzy:

-wydzielenie „zagłębia” na obszarze przyszłego miejsca budowy, przez stworzenie wokół niego możliwie szczelnego ogrodzenia w celu:

• zabezpieczenie robót przed prądem wody lub falowaniem,

• umożliwienie usunięcia z miejsca budowy wody i prowadzenia robót fundamentowych na sucho.

Rodzaje gródz:

W zależności od warunków gruntowych (rodzaju podłoża), w miejscu ich wykonania, warunków wodnych i sposobu wykonania, grodze dzieli się na:

• sypane - ziemne, narzutowe i mieszane,

• stawiane - kozłowe, kaszycowe, deskowaniowe, komorowe,

• zapuszczane - ze ścianek szczelnych.

Zastosowanie gródz:

fundamentowanie z zastosowaniem gródz opłaca się wtedy, gdy roboty mają zajmować większą powierzchnię, np.

• przy większych budowlach hydrotechnicznych, • jazach, • przegrodach dolin, • nabrzeżach portowych, itp. roboty można prowadzić,

_ gdy głębokość wody otaczającej grodzę £ 10 m, wyjątkowo 20¸30 m;

_ przy głębokościach >12¸15 m stosowanie gródz jest utrudnione

• grodze sypane - mogą być wykonywane we wszelkich warunkach gruntowych (z wyjątkiem gruntów szczególnie słabo nośnych)

• grodze stawiane wykonuje się na skałach lub gruntach spoistych zwartych i niewrażliwych na erozję

• grodze zapuszczane stosuje się przy podłożu nie-skalistym, odznaczającym się wystarczającą nośnością do przeniesienia ciężaru grodzy oraz zapewnienia stateczności ścianek szczelnych

• na wybór rodzaju grodzy mają również wpływ:

_ przepuszczalność gruntu,

_ głębokość wody,

_ szybkość prądu wody w danym miejscu,

_ decydującym czynnikiem jest koszt i rodzaj materiałów, którymi się dysponuje.

Wymagania dotyczące grodzy dzielą się na:

• hydrologiczne, wynikające z zadań grodzy (powinna ona zabezpieczyć zagłębie od wody powierzchniowej, umożliwić przepływ wody, zabezpieczyć od erozji dennej),

• statyczno-wytrzymałościowe, które mają zapewnić grodzy jej trwałość na czas robót fundamentowych,

• ekonomiczne, wyrażające dążenie do wypełnienia w/w wymagań przy możliwie najmniejszym nakładzie kosztów

124. scharakteryzuj fundamentowanie w grodzach ziemnych

budowane przy: • głębokościach wody 1,0¸2,0 m, • prędkości przepływu 0,5¸1,0 m/s, • kształt - nasyp o przekroju trapezowym,

• mogą być wykonywane z dowolnego gruntu (przeważnie stosuje się grunty niespoiste oraz grunty mało i średnio spoiste),

Uszczelnione grodze ziemne stosowane w celu zmniejszenia zdolności filtracyjnej

-samej grodzy

-podłoża przepuszczalnego

125. scharakteryzuj fundamentowanie w grodzach narzutowych

stosowane gdy: • nie chodzi o osuszenie obszaru objętego grodzą, • chcemy:

- zabezpieczyć ten obszar przed zbyt gwałtownym prądem wody lub falowaniem,

- przegrodzić rzekę w celu prowadzenia robót poniżej grodzy,

• grodze narzutowe są nieszczelne - można uszczelnić ścianką szczelną,

• stosowany materiał: kamień łamany, otoczaki, głazy polodowcowe,

• uziarnienie narzutu - nierównomierne w celu uzyskania możliwie największej szczelności.

126. scharakteryzuj fundamentowanie w grodzach mieszanych

grodze mieszane ziemno-narzutowe stanowią wały, wykonane:

• w pewnej części z materiałów ziemnych,

• pozostałe stanowią narzut kamienny.

Wadą gródz narzutowych, ziemnych i mieszanych jest duży wymiar w planie, a więc znaczne zwężenie koryta rzeki.

127. scharakteryzuj fundamentowanie w grodzach stawianych

grodze stawiane

Kozłowe

• stosuje się wtedy, gdy: dno - rzeki jest z nośnego gruntu lub skaliste, woda - w rzece ma dużą prędkość przepływu,

aby zapewnić szczelność tarcze drewniane lub stalowe pokrywa się:

• warstwą nieprzepuszczalnego gruntu lub

• brezentem, folią itp.

• brezent lub folię pokrywa się warstwą żwiru z otoczakami.

Kaszycowe

Stosuje się przeważnie: • na gruntach skalistych, • przy głębokości wody -.5m - 15 m, • przy wartkim prądzie wody,

Budowa:

• wykonywane w postaci skrzyń drewnianych (kaszyc) z kieszeniami wypełnionymi kamieniami do podtrzymywania ekranu,

• kaszyce wykonuje się z drewna okrągłego lub krawędziaków

• szerokość 0,8-1,5 wysokości,

• uszczelnianie - ścianę szczytową od strony rzeki obija się warstwą desek na wpust lub uszczelnia np. brezentem

Deskowaniowe

Mogą składać się z:

• jednego rzędu deskowań- wody płytkie,

• dwóch rzędów deskowań- głębokość wody 3-4 m,

ustawianych na dnie rzeki lub innego zbiornika wodnego odpowiednio podpartych lub rozpartych wzajemnie.

Przestrzeń pomiędzy deskowaniami wypełnia się kamieniami, gruntem lub betonem.

Komorowe

• Stosuje się przy głębokości wody>8 m, =

• stanowią ciągi komór o ścianach zaokrąglonych, utworzonych ze stalowych profili ścianek szczelnych,

• komory wypełnione są gruntem,

podział grodzy zależnie od układu i kształtu komór w rzucie poziomym:

• koliste,

• łukowe,

zalety: zbędne są: zakotwienia, ściągi, kleszcze, itp., są sztywne, zajmują mało miejsca.

128. scharakteryzuj fundamentowanie w grodzach zapuszczanych

Grodze zapuszczane

Zasadniczym elementem gródz zapuszczanych są z reguły ścianki szczelne.

Klasyfikacja w zależności od układu ścianek w rzucie poziomym:

• grodze z pojedynczą ścianką szczelną,

• grodze z podwójną ścianką szczelną,

• grodze komorowe.

Grodze zapuszczane z pojedynczą ścianką szczelną

• mogą być wykonywane ze ścianek szczelnych drewnianych lub stalowych,

• uszczelnianie:

• ścianek drewnianych - listwami w miejscach styków poszczególnych brusów,

• ścianek stalowych - płachtami brezentowymi,

• drewnianych i stalowych - ziemią od strony zewnętrznej (od strony wody).

Grodze zapuszczane z podwójną ścianką szczelną

• są wykonywane z 2 ścianek szczelnych: drewnianych lub stalowych,

• b = (0,5-1,0) h (h - wysokość wody)

• b >(0,4-0,6) H (H - wysokość grodzy od zagłębia) =

• przestrzeń między ściankami wypełnia się ubitą gliną lub piaskiem, czasami betonem.

28

---