Politechnika Wrocławska

Rok akademicki 2008/2009

Wydział Budownictwa

Semestr VI

Lądowego i Wodnego Rok III
Instytut Inżynierii Lądowej

Projekt ścianki szczelnej.

Sprawdzający: Prof. dr hab. inż. Elżbieta Stilger-Szydło
Wykonał: Bartosz Sadurski – 154926

2

1.0 Profil geotechniczny.

Warstwa

γ

φ

c

a

K

p

K

*

2

a

c K

*

2

p

c K

m

3

kN

m

[ ]

o

kPa

1 1

kPa

kPa

I 2,0

17,5

29,7 -

0,337

2,964

0 0

IIa 2,0

20,0

20,1

35,48 0,488 2,047 24,785 50,762

IIb 2,0

19,0

14,5

24,76 0,600 1,668 19,179 31,978

III 0,5

20,0

33,2 - 0,305

3,421

III

(mokra)

10,19 33,2 - 0,305

3,421

1,50

1,50

10

11,12

1,35

1,35

n

zas

q

q

kPa

=

×

= ×

=

a) czynne

( )

2

a

a

a

a

w

z

e

q K

z K

c K

z

γ

γ

= ⋅

+ ⋅ ⋅

− ⋅

+

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

Φ

−

=

2

45

2

o

a

tg

K

(czynne)

b)bierne

( )

2

p

p

p

p

w

z

e

q K

z K

c K

z

γ

γ

= ⋅

+ ⋅ ⋅

+ ⋅

+

⋅

⎟

⎠

⎞

⎜

⎝

⎛

Φ

+

=

2

45

2

o

p

tg

K

(bierne)

3

a) Czynne

∑

−

⋅

+

=

1

1

n

i

i

n

z

h

q

q

γ

a

K

z

A

⋅

⋅

=

γ

a

K

c

B

⋅

= 2

q

n

=

11,12

γ

wody

=

9,81

nr.

rodz.gr.

c

u

rzędna

h

i

γ

Φ

K

a

z

q

z

A

B

e

a(z)

nr.

1

Pd 0 0,00 - 17,7

29,7 0,337

0

11,12 3,747 0,000 3,747

1

1

Pd 0 1,00 1 17,7

29,7

0,337

1

28,82 9,711 0,000 9,711

1

2

Pd 0 1,00 0 17,7

29,7

0,337

0

28,82 9,711 0,000 9,711

2

2

Pd 0 2,00 1 17,7

29,7

0,337

1

46,52 15,676 0,000 15,676

2

3

Gpz 35,48 2,00

0

20 20,1 0,488 0 46,52 22,694

24,781

-2,087

3

3

Gpz 35,48 3,00

1

20

20,1 0,488 1 66,52 32,450

24,781 7,669

3

4

Gpz 35,48 3,00

0

20

20,1 0,488 0 66,52 32,450

24,781 7,669

4

4

Gpz 35,48 4,00

1

20

20,1 0,488

1

86,52 42,207 24,781 17,426

4

5

Gpz 24,76 4,00

0

19

14,5 0,599

0

86,52 51,798 19,158 32,640

5

5

Gpz 24,76 5,00

1

19

14,5 0,599

1

105,52 63,173 19,158 44,015

5

6

Gpz 24,76 5,00

0

19

14,5 0,599

0

105,52 63,173 19,158 44,015

6

6

Gpz 24,76 6,00

1

19

14,5 0,599

1

124,52 74,548 19,158 55,390

6

7

Pś 0 6,00 0 20

33,2 0,292 0 124,52

36,360 0 36,360

7

7

Pś 0 6,50 1 20 33,2 0,292 1 144,52

42,200 0 42,200

7

8

Pś 0 6,50 0

10,19

33,2 0,292 0 144,52

42,200 0 42,200

8

8

Pś 0 7,00 0,5

10,19

33,2

0,292 0,5 149,615

43,688 0 43,688

8

9

Pś 0 7,00 0

10,19

33,2 0,292 0 149,615

43,688 0 43,688

9

9

Pś 0 8,00 1 10,19 33,2 0,292 1 159,805

46,664 0 46,664

9

10

Pś 0 8,00 0

10,19

33,2 0,292 0 159,805

46,664 0 46,664

10

10

Pś 0 9,00 1 10,19 33,2 0,292 1 169,995

49,639 0 49,639

10

11

Pś 0 9,00 0

10,19

33,2 0,292 0 169,995

49,639 0 49,639

11

11

Pś 0 10,00 1 10,19

33,2

0,292 1

180,185

52,615 0 52,615

11

12

Pś 0 10,00 0 10,19

33,2 0,292 0 180,185

52,615 0 52,615

12

12

Pś 0 11,00 1 10,19

33,2

0,292 1

190,375

55,590 0 55,590

12

13

Pś 0 11,00 0 10,19

33,2 0,292 0 190,375

55,590 0 55,590

13

13

Pś 0 12,00 1 10,19

33,2 0,292 1 200,565

58,566 0 58,566

13

14

Pś 0 12,00 0 10,19

33,2 0,292 0 200,565

58,566 0 58,566

14

14

Pś 0 13,00 1 10,19

33,2 0,292 1 210,755

61,541 0 61,541

14

4

b) bierne

∑

−

⋅

+

=

1

1

n

i

i

n

z

h

q

q

γ

p

K

z

A

⋅

⋅

=

γ

p

K

c

B

⋅

= 2

q

n

=

11,12

γ

wody

=

9,81

nr.

rodz.gr.

c

u

rzędna

h

i

γ

Φ

Kp

z

q

z

A

B

ep

(z)

nr.

9

Pś 0 7,00 0 20

33,2

3,412 0

0 0,000 0 0,000

9

9

Pś 0 8,00 1 20 33,2 3,412 1

20 68,232 0 68,232

9

10

Pś 0 8,00 0

10,19

33,2 3,412 0

20 68,232 0 68,232

10

10

Pś 0 9,00 1

10,19

33,2

3,412 1 30,19

102,997

0

102,997

10

11

Pś 0 9,00 0

10,19

33,2 3,412 0 30,19

102,997

0 102,997

11

11

Pś 0 10,00 1 10,19

33,2

3,412 1 40,38

137,761

0

137,761

11

12

Pś 0 10,00 0 10,19

33,2 3,412 0 40,38

137,761

0 137,761

12

12

Pś 0 11,00 1 10,19

33,2

3,412 1 50,57

172,525

0

172,525

12

13

Pś 0 11,00 0 10,19

33,2 3,412 0 50,57

172,525

0 172,525

13

13

Pś 0 12,00 1 10,19

33,2

3,412 1 60,76

207,289

0

207,289

13

14

Pś 0 12,00 0 10,19

33,2

3,412 0 60,76

207,289

0

207,289

14

14

Pś 0 13,00 1 10,19

33,2

3,412 1 70,95

242,054

0

242,054

14

5

c) wypadkowa parcia i odporu

( )

( )

( )

z

p

z

a

z

e

e

e

−

=

( z od odpowiednim uwzględnieniem parć hydrostatycznych wody)

q

n

=

11,12

γ

wody

=

9,81

nr.

rodz.gr.

c

u

rzędna

ea(z)

ep(z)

parcie wody

ea(z)-ep(z)

e

śr

nr.

1

Pd 0 0,00

3,747

0

3,747

1

1

Pd 0 1,00

9,711

0

9,711

6,729

1

2

Pd 0 1,00

9,711

0

9,711

2

2

Pd 0 2,00

15,676

0

15,676

12,694

2

3

Gpz 35,48 2,00 -2,087 0

-2,087

3

3

Gpz 35,48 3,00 7,669 0

7,669

2,791

3

4

Gpz 35,48 3,00 7,669 0

7,669

4

4

Gpz 35,48 4,00 17,426 0

17,426

12,548

4

5

Gpz 24,76 4,00 32,640 0

32,640

5

5

Gpz 24,76 5,00 44,015 0

44,015

38,328

5

6

Gpz 24,76 5,00 44,015 0

44,015

6

6

Gpz 24,76 6,00 55,390 0

55,390

49,703

6

7

Pś 0 6,00

36,360

0

36,360

7

7

Pś 0 6,50

42,200

0

42,200

39,280

7

8

Pś 0 6,50

42,200

0

0,000

42,200

8

8

Pś 0 7,00

43,688

0 4,905

48,593

45,397

8

9

Pś 0 7,00

43,688

0,000 4,905

48,593

9

9

Pś 0 8,00

46,664

68,232 14,715

-6,854

20,870

9

10

Pś 0 8,00

46,664

68,232 14,715 0,000 -6,854

10

10

Pś 0 9,00

49,639

102,997

24,525 9,810 -38,642

-22,748

10

11

Pś 0 9,00

49,639

102,997

24,525 9,810 -38,642

11

11

Pś 0 10,00

52,615

137,761

34,335 19,620 -70,431

-54,537

11

12

Pś 0 10,00

52,615

137,761

34,335 19,620 -70,431

12

12

Pś 0 11,00

55,590

172,525

44,145 29,430 -102,220

-86,326

12

13

Pś 0 11,00

55,590

172,525

44,145 29,430 -102,220

13

13

Pś 0 12,00

58,566

207,289

53,955 39,240 -134,009

-118,114

13

14

Pś 0 12,00

58,566

207,289

53,955 39,240 -134,009

14

14

Pś 0 13,00

61,541

242,054

63,765 49,050 -165,798

-149,903

14

Na podstawie wykresu odczytano położenie punktu w którym wypadkowa parcia jest równa 0

u=0,88m.

6

d) obliczenie średniej wypadkowej parcia i odporu na poszczególnych paskach.

nr.

rodz.gr.

rzędna

ea(z)-ep(z)

e

śr

nr.

1

Pd 0,00 3,747

1

1

Pd 1,00 9,711

6,729

1

2

Pd 1,00 9,711

2

2

Pd 2,00

15,676

12,694

2

3

Gpz 2,00 0,000

3

3

Gpz 3,00 7,669

3,835

3

4

Gpz 3,00 7,669

4

4

Gpz 4,00 17,426

12,548

4

5

Gpz 4,00 32,640

5

5

Gpz 5,00 44,015

38,328

5

6

Gpz 5,00 44,015

6

6

Gpz 6,00 55,390

49,703

6

7

Pś 6,00

36,360

7

7

Pś 6,50

42,200

39,280

7

8

Pś 6,50

42,200

8

8

Pś 7,00

48,593

45,397

8

9a

Pś 7,00

48,593

9a

9a

Pś 7,88 0,000

24,297

9a

9b

Pś 7,88 0,000

9b

9b

Pś 8,00

-6,854

-3,427

9b

10

Pś 8,00

-6,854

10

10

Pś 9,00

-38,642

-22,748

10

11

Pś 9,00

-38,642

11

11

Pś 10,00

-70,431

-54,537

11

12

Pś 10,00

-70,431

12

12

Pś 11,00

-102,220

-86,326

12

13

Pś 11,00

-102,220

13

13

Pś 12,00

-134,009

-118,114

13

14

Pś 12,00

-134,009

14

14

Pś 13,00

-165,798

-149,903

14

7

e) Obliczenie sił fikcyjnych do wyznaczenia wykresu ugięć.

0,5 hi (mi+m(i+1))

nr.

m

m(i+1)

mi+m(i+1)

hi

+

-

i

m

m2

1

0 0,52 0,52 0,72 0,19

2

0,52 1,14

1,66 1 0,83

3

1,14 1,47

2,61 1 1,31

4

1,47 1,42 2,89 0,75 1,08

5

1,42 1,24 2,66 0,5 0,67

6

1,24 0,7 1,94 0,75 0,73

7

0,7 0,38 1,08 0,45 0,24

8

0,38 0 0,38 0,45 0,09

9

0 0,75

0,75

1,1

0,41

10

0,75 0,99 1,74 1

0,87

11

0,99 0,59 1,58 1

0,79

12

0,59 0 0,59

0,47

0,14

2. Przyjęcie przekroju ścianki.

a) przy założeniu przegubowego podparcia ścianki w gruncie.

max

max

max

max

3

max

3

1,89 130 245,7

1,35

1,35 245,7 331,70

1

331,70

1579,6

210000

.

1600

;

400

d

d

x

yd

x

M

m

H

kNm

M

M

kNm

Potrzebny wskaźnik wytrzymalosci scianki na mb wyznacza się

M

W

cm

f

przyjęto profile IIIn o W

cm szerokosci B

m

=

×

=

×

=

=

×

=

×

=

=

=

=

=

=

,

:

3,12

1, 2

0,88 1, 2 3,12 4,7

7,0 4,7 11,7

s

s

m dlugosc

calkowita grodzic H

t wynosi

x

m

t u

x

m

H

t

m

+

=

= +

=

+

×

=

+ =

+

=

b)

przy założeniu utwierdzenia ścianki w gruncie.

max

max

max

max

3

max

1, 47 130 191,1

1,35

1,35 191,1 257,99

1

257,99

1228,6

210000

d

d

x

yd

M

m

H

kNm

M

M

kNm

Potrzebny wskaźnik wytrzymalosci scianki na mb wyznacza się

M

W

cm

f

=

×

=

×

=

=

×

=

×

=

=

=

=

8

3

1350

;

400

,

:

4,09

1, 2

0,88 1, 2 4,09 5,79

7,0 5,79 12,80

x

s

s

przyjęto profile III o W

cm szerokosci B

mm dlugosc

calkowita grodzic H

t wynosi

x

m

t u

x

m

H

t

m

=

=

+

=

= +

=

+

×

=

+ =

+

=

3.0 Obliczanie kotwy.

a)

przy

założeniu przegubowego podparcia ścianki w gruncie.

2

3

2

132,12

1,35

1,35 132,12 178,36

Pr

1,6 (

4

);

18 2

310

,

178,36 1,6

9, 2

310 10

Pr

36

10,18

A

Ad

A

s

yd

Ad

s

yd

s

R

kN

R

R

kN

zyjęto kotwy co a

m co

grodzice potrzebny przekrójA

kotwy ze stali

G o f

MPa

R

a

A

cm

f

zyjęto pręty stalowe

o A

cm

φ

=

=

×

=

×

=

=

=

×

×

=

=

=

×

=

b) przy założeniu utwierdzenia ścianki w gruncie.

2

3

2

116,09

1,35

1,35 116,09 156,72

Pr

1,6 (

4

);

18 2

310

,

156,72 1,6

8,1

310 10

Pr

36

10,18

A

Ad

A

s

yd

Ad

s

yd

s

R

kN

R

R

kN

zyjęto kotwy co a

m co

grodzice potrzebny przekrójA

kotwy ze stali

G o f

MPa

R

a

A

cm

f

zyjęto pręty stalowe

o A

cm

φ

=

=

×

=

×

=

=

=

×

×

=

=

=

×

=

c) obliczenie minimalnej odległości płyty kotwiącej od ścianki szczelnej
przegubowo podpartej w gruncie.

29,7

180 29,7

30,15

4

2

4

2

180 29,7

59,85

4

2

4

2

20,1

180 20,1

55,05

4

2

4

2

o

o

o

o

Warstwa I

piasek drobny

Warstwa IIa

glina pylasta zw

φ

π φ

π φ

φ

π φ

−

=

− =

−

=

+ =

+

=

−

=

+ =

+

=

9

14,5

180 14,5

52, 25

4

2

4

2

33, 2

180 33, 2

61,60

4

2

4

2

o

o

Warstwa IIb

glina pylasta zw

Warstwa III

piasek sredni

φ

π φ

φ

π φ

−

=

+ =

+

=

−

=

+ =

+

=

10

4.0 Obliczenie płyty kotwiącej.

a) obliczenie parcia czynnego na płytę kotwiącą.

qn=

11,12

γwody=

9,81

nr.

rodz.gr.

cu

rzędna

hi

γ

Φ

Ka

z

qz

A

B

ea(z)

nr.

1

Pd 0 0,00 - 17,7

29,7 0,337

0

11,12 3,747 0,000 3,747 1

1

Pd 0 1,00 1 17,7

29,7

0,337

1

28,82 9,711 0,000 9,711 1

2

Pd 0 1,00 0 17,7

29,7

0,337

0

28,82 9,711 0,000 9,711 2

2

Pd 0 2,00 1 17,7

29,7

0,337 1 46,52

15,676

0,000

15,676 2

3

Gpz 35,48 2,00

0

20 20,1 0,488 0 46,52

22,694

24,781

-2,087 3

3

Gpz 35,48 3,00

1

20

20,1 0,488 1 66,52

32,450

24,781 7,669 3

4

Gpz 35,48 3,00

0

20

20,1 0,488 0 66,52

32,450

24,781 7,669 4

4

Gpz 35,48 4,00

1

20

20,1 0,488

1

86,52 42,207 24,781 17,426

4

b) obliczenie parcia biernego na płytę kotwiącą.

q

n

=

11,12

γ

wody

=

9,81

nr.

rodz.gr.

c

u

rzędna

h

i

γ

Φ

Kp

z

q

z

A

B

ep

(z)

nr.

1

Pd 0 0,00 - 17,7

29,7

2,957 0

0 0,000 0 0,000

1

1

Pd 0 1,00 1 17,7

29,7

2,957 1 17,7

52,335

0

52,335

1

2

Pd 0 1,00 0 17,7

29,7 2,957 0 17,7

52,335 0 52,335

2

2

Pd 0 2,00 1 17,7

29,7

2,957 1 35,4

104,670

0

104,670

2

3

Gpz 35,48 2,00

0

20

20,1 2,043 0

35,4 104,670

50,7123

155,382

3

3

Gpz 35,48 3,00

1

20 20,1 2,043 1 55,4

145,529

50,7123

196,241

3

4

Gpz 35,48 3,00

0

20

20,1 2,043 0

55,4 145,529

50,7123

196,241

4

4

Gpz 35,48 4,00

1

20 20,1 2,043 1 75,4

186,388

50,7123

237,101

4

11

155,382 187,531

1,0

1,0 171, 46

2

132,12

171, 46

132,12

p

A

p

A

R

kN

R

kN

R

R

kN

kN

+

⎛

⎞

=

×

×

=

⎜

⎟

⎝

⎠

=

>

>

Wniosek:

Przyjęto płytę kotwiącą 100x100x15cm