Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 1 z 32
SPIS TREŚCI:
1. OPIS TECHNICZNY
str. 2
2. OBLICZENIA STATYCZNE:
str. 5
1. Przyjęcie konstrukcji i wymiarów ściany oporowej
str. 5
2. Zebranie obciążeń działających na ścianę oporową:
str. 6
2.1 Obciążenia pionowe
str. 6
2.2 Obciążenia poziome (parcie gruntu pośrednie)
str. 6
2.3 Sprowadzenie obciążeń do poziomu podstawy fundamentu i przyjęcie
kombinacji obciążeń według EC7
str. 6
3. OBLICZENIA DO WARIANTU I – POSADOWIENIE BEZPOŚREDNIE ŚCIANY
str. 7
3. Sprawdzenie mimośrodu wypadkowej obciążeń w podstawie fundamentu i
obliczenie nacisków na grunt
str. 7
4. Sprawdzenie warunków stanów granicznych nośności (SGN-GEO) wg EC7:
str.8
4.1 Sprawdzenie nośności pionowej podłoża gruntowego dla warunków
z odpływem
str. 8
4.2 Sprawdzenie nośności poziomej podłoża gruntowego
(opór na przesunięcie)
str. 11
4.3 Sprawdzenie stateczności ogólnej uskoku naziomu podpartego ścianą
oporową (np. metodą Felleniusa)
str. 12
5. Obliczenia przemieszczeń ściany oporowej i sprawdzenie warunków stanów
granicznych użytkowalności (SGU):
str. 14
5.1 Obliczenie osiadań i przechyłki ściany
str. 14
5.2 Obliczenie przesunięcia poziomego ściany
str. 15
4. OBLICZENIA DO WARIANTU II – POSADOWIENIE ŚCIANY NA PALACH
str. 16
6. Przyjęcie układu pali
str. 16
7. Obliczenia statyczne fundamentu palowego (wyznaczenie sił w palach)
str. 18
8. Obliczenia nośności pali w gruncie według EC7 (metoda β) oraz dobranie
długości i średnic pali
str. 21
9. Obliczenia osiadania pala pojedynczego – pionowego
str. 22
5. RYSUNKI:
1. Rys.1 Przekrój poprzeczny ściany oporowej posadowionej bezpośrednio
(wariant I).
2. Rys.2 Przekrój poprzeczny ściany oporowej posadowionej na palach z
planem palowania pojedynczej sekcji dylatacyjnej (wariant II).
3. Szczegóły (m. in. odwodnienie ściany, szczegół dylatacji, szczegół
połączenia pali z fundamentem ściany).
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 2 z 32
I.
OPIS TECHNICZNY:
1. Podstawa opracowania:
Projekt został wykonany na potrzeby przedmiotu „Fundamentowanie” w celu
ćwiczenia i sprawdzenia umiejętności z zakresu projektowania ścian oporowych. Temat
został wydany przez Katedrę Geotechniki, Geologii i Budownictwa Morskiego.
2. Przedmiot i zakres opracowania
Przedmiotem opracowania jest ściana oporowa masywna typu A – 5.
W projekcie uwzględniono dwa typy posadowienia :
- bezpośrednie;
- na palach.
Pierwszy wariant zakłada sprawdzenie: obciążeń, mimośrodów, nośności podłoża oraz
sprawdzenie stateczności i osiadań.
Drugi wariant przedstawia: układ pali, siły i nośność pali oraz osiadanie ściany.
Zaprojektowana ściana oporowa będzie służyć do zabezpieczenia tarasu widokowego
o długości 42m znajdującego się w Sierakowicach (woj. Pomorskie) na terenie kompleksu
wypoczynkowego „Żurawi Krzyk”.
Zleceniodawca: Katedra Geotechniki, Geologii i Budownictwa Morskiego Wydziału
Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej.
Główny inwestor: Jan Skrętobrzuszny.
3. Wykorzystane materiały (literatura, normy oraz opracowania):
[1]. Dr inż. Adam Krasiński „Wybrane zagadnienia projektowania ścian oporowych
według Eurokodu 7”;
[2]. PN-81/B-03020 Grunty budowlane, Posadowienie bezpośrednie budowli, Obliczenia
statyczne i projektowanie;
[3]. PN-83/B-03010 - Ściany oporowe, Obliczenia statyczne i projektowanie;
[4]. PN-83/B-02482 - Nośność pali i fundamentów palowych;
[5]. PN-EN 1997-1 Eurokod 7, Projektowanie geotechniczne ;
[6]. VI SEMINARIUM „Fundamenty palowe” Warszawa, 22 kwietnia 2009;
[7]. Zenon Wiłun „Zarys geotechniki”.
4. Warunki gruntowe:
a) morfologiczno – geotechniczne:
Obiekt znajduje się na terenie płaskim o małych różnicach wysokości względnej,
teren zalesiony, w okolicy występuje jezioro. Brak aktywności sejsmicznynej. Głębokość
przemarzania gruntu wg. PN-81/B-03020 wynosi 1 m p.p.t
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 3 z 32
b) szczegółowe warunki geotechniczne:
Tabela 1: warunki geotechniczne
Dane gruntu nasypowego (piasek średni):
I
d
=0,48
γ=18,2 kN/m3
Φ=35
o
c’=0
M
o
=62,0 MPa
Dane żwiru (poduszka gruntowa):
I
d
=0,6
γ=18,5 kN/m3
Φ=37,0
o
c’=0
M
o
=67,0 MPa
c) warunki wodne:
Zwierciadło wody znajduje się na wysokości -3,7 m p.p.t. i nie podlega zmianom
sezonowym. Brak jakichkolwiek ustrojów wodnych w linii budowy. Obecność do
najbliższego zbiornika wodnego 100 m.
5. Stan istniejący:
Obecnie w sąsiedztwie budowy znajdują się 3 budynki mieszkalne (w trakcie
wykończenia). Plac budowy otoczony lasem, gruntowa droga dojazdowa.
6. Opis konstrukcji:
a) Ogólna koncepcja konstrukcji:
Celem projektowanej ściany jest zabezpieczenie przed osunięciem się naziomu w
dół zbocza. Zadaniem konstrukcji jest przejęcie sił parcia wynikające z uskoku
naziomu równemu 3,50 [m] i przekazanie reakcji bezpośrednio na grunt. Planowany czas
inwestycji to dwa lata. W związku z powyższym, obliczenia przeprowadzono dla warunków
z odpływem.
Posadowienie stopy fundamentowej przyjęto na 1,2 [m p.p.t.] Znajduje się on powyżej
poziomu zwierciadła wód gruntowych oraz poniżej granicy przemarzania gruntu określonej
zgodnie z PN-81/B-03020.
Ściana oporowa niezależnie od wariantu posiada podstawę fundamentową o szerokości
3,30 [m], a jej całkowita wysokość wynosi 4,70 [m]. Szczegółowe wymiarowanie zostało
zamieszczone na załączonych rysunkach. W wariancie drugim zaproponowano posadowienie
na 3 palach typu Atlas o średnicy 0,4m i przerwie dylatacyjnej co 7,0 [m].
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 4 z 32
b) Opis zasadniczy elementów konstrukcji:
Ze względu na małą nośność warstwy pyłu ilasto piaszczystego, który znajduje
się bezpośrednio pod podstawą stopy fundamentowej należy ją wymienić na zaproponowaną
wyżej warstwę żwiru o id= 0,60.
Jako materiał zasypowy używamy piasek drobny o stopniu zgęszczenia I
D
= 0,48.
Bezpośrednio pod podstawą fundamentową znajduje się warstwa chudego betonu o grubości
10 [cm].
Konieczne jest wykonanie drenażu i izolacji wodoszczelnej ściany.
Ściana A-2 jest ścianą masywną, przy wymiarowaniu konstrukcji obowiązują odpowiednie
zasady:
7. Technologia wykonania i zalecenia wykonawcze
a) Wykonanie wykopu
Dla wariantu posadowienia bezpośredniego ze względu na niewystarczającą nośność
gruntu rodzimego należy go wymienić na żwir o I
D
= 0,48. Parametry gruntu użyte do
obliczeń znajdują się w zestawieniu parametrów geotechnicznych. Ścianę posadowić na
głębokości 1,2m. W wykopie należy uprzednio wykonać warstwę podkładową chudego betonu
B-10 o grubości 0,1m.
b) Wykonanie drenażu
Ścianę oporową od strony gruntu należy odwodnić poprzez wykonanie drenażu z
rury drenarskiej Φ 150 mm ułożonej przy ławie fundamentowej. Dreny ułożyć ze spadkiem
1% oraz zasypać warstwą żwiru i przykryć geowłókniną. Zakończenie sprowadzić do
studzienki zbiorczej kanalizacyjnej. Szczegół drenażu został ukazany na rysunku 3.
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 5 z 32
Zaczynamy od ułożenia w wykopie na warstwie chudego betonu prętów
zbrojeniowych. Pręty zbrojeniowe kładziemy na podkładkach z tworzywa sztucznego (ok.4
cm), zapewniających odpowiednią grubość otulenia zbrojenia. Następnie wykonujemy
deskowanie. Betonowanie płyty wykonujemy etapami: szalunek wykonujemy do wysokości 1
[m], zalewamy betonem B20 warstwowo i jednocześnie wibrując. Czynności te powtarzamy,
aż do wykonania płyty na żądaną wysokość. Następnie szalujemy ścianę pionową muru
oporowego i betonujemy jak wyżej.
c) Izolacja ścian muru oporowego
Izolację położyć w miejscu styku ściany z gruntem na całej powierzchni ściany.
Wykonać za pomocą trzykrotnej warstwy lepiku asfaltowego. Na częściach poziomych
ułożyć na zagruntowanym podłożu dwie warstwy papy. Sekcje dylatacyjne należy wypełnić
masą trwale plastyczną (np.Olkit).
d) Materiał zasypowy
Jako materiał zasypowy należy użyć piaseku i o stopniu zgęszczenia I
D
=0,48.
Piasek układać warstwowo, zagęszczając każdą warstwę udarowo miejscowo wykorzystując
do tego ubijarki ręczne i małe płyty na lekkim sprzęcie mechanicznym.
e) Technologia wykonania ściany oporowej
Do wykonania ściany należy użyć beton typu B-20 lub wyższej klasy.
f) Pale
Należy zastosować trzy pale wkręcane rodzaju Atlas o średnicy 400 mm. Długość
pali wynosi 7,0 m każdy. Pale Atlas wkręcać w grunt przy pomocy odpowiedniej maszyny.
g) Opis obliczeń statycznych i metod wymiarowania konstrukcji:
Dla wariantu pierwszego (ściana posadowiona bezpośrednio) grunt sprawdza się ze
względu na:
-Stateczność na obrót (równowaga momentów)
-Stateczność na przesuw (równowaga sił poziomych)
-Nośność pionowa podłoża gruntowego (równowaga sił pionowych)
-Stateczność ogólna uskoku naziomu metodą Felleniusa
-Osiadania
-Przechylenie ściany
-Przemieszczenia poziome
Po dokonaniu wszystkich obliczeń wg normy EC7 przyjęto wymiary konstrukcji.
W przypadku wariantu drugiego – posadowienie na palach grunt sprawdza się ze
względu
na:
-Nośność pali metodą β
-Osiadania pala pojedynczego.
Po wykonaniu wszystkich obliczeń wg normy EC7 przyjęto wymiary pali.
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 6 z 32
II. OBLICZENIA STATYCZNE:
1. Przyjęcie konstrukcji i wymiarów ściany oporowej.
Zaprojektowano ściankę klasy A-5, z betonu o ciężarze ϒ=24 kN/m
2
uwzględniając zadane
wartości:
Tabela 2: Podstawowe dane
Wysokość uskoku, Hn [m]
3,50
Rodzaj ściany
A-5
Obciążenie, p [kN/m
2
]
20,00
Rodzaj pali (wariant II)
Atlas
2. Zebranie obciążeń działających na ścianę oporową:
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 7 z 32
2.1 Obciążenia pionowe:
Tabela 3: zebranie obciążeń pionowych
Obciążenie
Wartości charakterystyczne Vk [kN]
Q1
71,28
Q2
22,32
Q3
63,84
Q4
9,12
Q_z
24,00
G1
41,50
G2
16,93
G3
7,64
SUMA
256,63
2.2 Obciążenia poziome (parcie gruntu pośrednie):
Tabela 4: zebranie obciążeń poziomych
Obciążenie
Wartości charakterystyczne Hk [kN]
E1
38,94
E2
83,27
SUMA
122,21
2.3 Sprowadzenie obciążeń do poziomu podstawy fundamentu i przyjęcie
kombinacji obciążeń wg EC7:
Zestawienie obciążeń pionowych na 1mb ściany:
Tabela 5: zestawienie obciążeń EC7
.
Obciążenie
Wartości
charakterystyczne Vk
[kN]
r0
[m]
Mo(Vk) [kNm]
ϒF,
max
Vd, max [kN]
Mo (Vd,max)
[kNm]
Q1
71,28
0,00
0,00
1,35
96,23
0,00
Q2
22,32
0,65
14,51
1,35
30,13
19,59
Q3
63,84
0,10
6,38
1,35
86,18
8,62
Q4
9,12
-0,32
-2,89
1,35
12,31
-3,90
Q_z
24,00
1,05
25,20
1,50
36,00
37,80
G1
41,50
1,35
56,02
1,35
56,02
75,63
G2
16,93
0,85
14,39
1,35
22,85
19,42
G3
7,64
0,75
5,73
1,35
10,32
7,74
SUMA
256,63
-
119,34
-
350,05
164,89
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 8 z 32
Zestawienie obciążeń poziomych na 1mb ściany:
Tabela 6: Parcie gruntu – wart. wg. EC7
Obciążenie
Wartości
charakterystyczne Hk
[kN]
r0 [m]
ϒF,A
Mo(Hk) [kNm]
Hd,A [kN]
Mo(Hd,A)
[kNm]
E1
38,94
-2,35
1,5
-91,51
58,41
-137,26
E2
83,27
-1,57
1,35
-130,46
112,42
-176,12
SUMA
122,21
-
-
-221,96
170,82
-313,38
Wyznaczenie wartości współczynnika parcia pośredniego K1:
Ka=tg^2(45-0,5*fi)=0,27
ф'= 35 stopni
K0=0,56
Is=0,845+0,188 *Id=0,93 Id=0,48
K1=(Ka+K0)/2=0,41 - bardziej niekorzystne
K1=(2Ka+K0)/3=0,37
e1=p*K1=20*0,48=8,28 kPa
e2=(p+18*H)*K1=(20+18*4,9)*0,48=43,72 kPa
III. Obliczenia do wariantu I - posadowienie bezpośrednie
ściany.
3. Sprawdzenie mimośrodu wypadkowej obciążeń na podstawie fundamentu i
obliczenie nacisków na grunt:
Kombinacja 1 (Wartości charakterystyczne):
ΣMo=ΣMo(Vk)+ΣMo(Hk) =
-102,62 kNm/mb
ΣVk =
256,63 kN
eB=ΣMo/ΣVk = -102,62/256,63 =
-0,4
B/6 = 3,3/6 = 0,55
|
eB| =< B/6
Kombinacja 2 (Wartości obliczeniowe):
ΣMo2=ΣMo(Vd,max)+ΣMo(Hd,A) =
-148,48
ΣV2=ΣVd,max =
350,05
eB2= ΣMo2/ΣV2= -148,48/350,05 =
-0,42
B/6 = 3,3/6 = 0,55
|
eB2| =< B/6
Kombinacja 3
ΣMo3=ΣMo(Vk)+ΣMo(Hd,A) =
-194,03
ΣV3=ΣVk =
256,63
eBd=ΣMo3/ΣV3=-194,03/256,63 =
-0,76
B/4=3,3/4 = 0,825
|
ed| =< B/4
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 9 z 32
Obliczenie nacisków na grunt:
Kombinacja I:
(
)
(
)
(
)
(
)
Kombinacja II:
(
)
(
)
(
)
(
)
Naciski na podłoże gruntowe pod płyta fundamentową ściany posadowionej bezpośrednio:
[kN]
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 10 z 32
4. Sprawdzenie warunków stanów granicznych nośności
(SGN-GEO) według EC7:
4.1 Sprawdzenie nośności pionowej podłoża gruntowego dla warunków z
odpływem.
Obliczenia wykonane dla gruntu rodzimego.
Tabela 7: parametry gruntu rodzimego pod fundamentem
Obliczenia zostały przeprowadzone dla II i III kombinacji ze względu na ich
najbardziej niekorzystne wartości.
Kombinacja II:
przyjęto L’= 1 [mb]
W dalszych obliczeniach przyjęto L’=∞
(
)
(
)
(
)
(
)
V
d,max
=
350,05 kN
H
d,max
= 170,82 kN
[
]
[
]
[
]
Parametry geotechniczne gruntu rodzimego pod stopą fundamentową
Warstwa
I
D
I
L
γ '
γ sr
φ '
c'
Cu
M
0
saclSi
0,15
19,50
21,50
14,50 21,00
68,00
22,00
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 11 z 32
Zestawienie wyników w tabelach:
Tabela 8: Komb II- nośność pionowa
Wartości współczynników
nośności
Nq
3,87
Nc
11,12
Nγ
1,49
Wartości współczynników
uwzględniających nachylenie
podstawy fundamentu
bc
1,00
bq
1,00
bγ
1,00
Wartości wspołczynników
kształtu podstawy fundamentu
sc
1,00
sq
1,00
sγ
1,00
Wartości wspołczynników
uwzględniające wpływ
obciążeń poziomych
ic
0,29
iq
0,48
iγ
0,33
Warunek V
d
≤ R
v;d
350,05 ≤ 416,214→ Warunek jest spełniony
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 12 z 32
Kombinacja III:
]
przyjęto L’= 1 [mb]
W dalszych obliczeniach przyjęto L’=∞
(
)
(
)
(
)
(
)
V
k
= 256,63 kN
H
d;max
= 170,82 kN
[
]
[
]
[
]
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 13 z 32
Zestawienie wyników w tabelach:
Tabela 1:nośność pionowa- Kombinacja III
Wartości współczynników nośności
Nq
3,87
Nc
11,12
Nγ
1,49
Wartości współczynników
uwzględniających nachylenie podstawy
fundamentu
bc
1,00
bq
1,00
bγ
1,00
Wartości wspołczynników kształtu
podstawy fundamentu
sc
1,00
sq
1,00
sγ
1,00
Wartości wspołczynników
uwzględniające wpływ obciążeń
poziomych
ic
0,10
iq
0,33
iγ
0,19
Warunek V
k
≤ R
v;d
256,63 ≤ 173,39 →
Warunek nie jest spełniony
Ze względu na nie spełnienie warunków nośności podłoża gruntowego dla warunków z
odpływem, należy wymienić grunt.
5.1.2 Sprawdzenie nośności pionowej podłoża gruntowego dla warunków z odpływem.
Obliczenia wykonane dla gruntu wymienionego.
Tabela 102:grunt wymieniony
Parametry geotechniczne gruntu wymienionego
Warstwa
I
D
I
L
γ '
γ sr
φ '
c'
Cu
M
0
Gp
0,6
0
18,5
37,00 0,00
0,00
67,00
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 14 z 32
Kombinacja II
przyjęto L’= 1 [mb]
W dalszych obliczeniach przyjęto L’=∞
= 1
(
)
(
)
(
)
(
)
V
d,max
=
350,05 kN
H
d,max
= 170,82 kN
[
]
[
]
[
]
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 15 z 32
Zestawienie wyników w tabelach:
Tabela 3:Komb II- nosność pionowa
Wartości współczynników
nośności
Nq
13610,09
Nc
18059,87
Nγ
20510,37
Wartości współczynników
uwzględniających nachylenie
podstawy fundamentu
bc
1,00
bq
1,00
bγ
1,00
Wartości wspołczynników
kształtu podstawy fundamentu
sc
1,00
sq
1,00
sγ
1,00
Wartości wspołczynników
uwzględniające wpływ
obciążeń poziomych
ic
0,26
iq
0,23
iγ
0,13
Warunek V
d
≤ R
v;d
350,05 ≤ 646322,37→ Warunek jest spełniony
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 16 z 32
Kombinacja III:
przyjęto L’= 1 [mb]
W dalszych obliczeniach przyjęto L’=∞
(
)
(
)
(
)
(
)
V
k
=
256,63 kN
H
d,max
= 170,82 kN
[
]
[
]
[
]
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 17 z 32
Zestawienie wyników w tabelach:
Tabela 9:nośność pionowa- Kombinacja III (grunt wymieniony)
Wartości współczynników nośności
Nq
13610,09
Nc
18059,87
Nγ
20510,37
Wartości współczynników
uwzględniających nachylenie podstawy
fundamentu
bc
1,00
bq
1,00
bγ
1,00
Wartości wspołczynników kształtu
podstawy fundamentu
sc
1,00
sq
1,00
sγ
1,00
Wartości wspołczynników
uwzględniające wpływ obciążeń
poziomych
ic
0,11
iq
0,11
iγ
0,04
Warunek V
k
≤ R
v;d
256,63 ≤ 1739302,17
→
Warunek spełniony
4.2 Sprawdzenie nośności poziomej podłoża gruntowego (opór na przesunięcie):
Opór w warunkach z odpływem:
Rh=Vd*tan(ф')
1) Sprawdzenie dla kombinacji 3- najbardziej niekorzystne warunki:
Vd=256,63 kN Hd=170,82 kN
Rh=256,63*tan(37)= 193,38
2) Sprawdzenie warunku oporu projektowego:
Rh,d=Rh/ϒr,h =193,38/1,1= 175,80
ϒr,h = 1,1
warunek Rh,d>= Hd
175,80 >= 170,82 warunek spełniony
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 18 z 32
4.3 Sprawdzenie stateczności ogólnej uskoku naziomu podpartego ścianą oporową
(metoda Felleniusa):
x'=x*Hn=0,25*3,5= 0,875
y'=y*Hn=0,25*3,5= 0,875
R= 6,188m
bi=0,1*R= 0,6188
ΣBi= 213,012
ΣTi= 442,859
Mo=ΣBi*R=213,012*6,188= 1318,12
Mu=ΣTi*R= 442,859*6,188= 2740,414
Wartości projektowe:
Mo,d=Mo*1,35= 1318,12*1,35= 1779,458
Mu,d=Mu/1,1= 2740,414/1,1= 2491,286
Warunek:
Mo,d =< Mu,d
1779,458=<2491,286 warunek spełniony.
Obliczenia do dla paska numer 17:
bi= 0,663 – szerokość paska
q= 0 - wpływ obciążenia zewnętrznego
Aj= 0,1975 - pole powierzchni paska
ϒj= 19,5
- ciężar gruntu danego paska
hi=Aj* ϒj=0,1975*19,5 = 3,85125
Wi= hi = 3,85125 - całkowity ciężar paska
αi= -41
- kat odchylenia środka podstawy paska od pionu
sinαi = -0,656059
cosαi = 0,75470958
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 19 z 32
li = bi/ cosαi = 0,663/0,755 = 0,8789- długość podstawy paska
tgф’ = 0,2586
Ni = Wi*cosαi = 3,85*0,755 = 2,906575
Bi = Wi*sinαi = 3,85*(-0,656)= -2,526647
- siła normalna działająca wzdłuż
podstawy paska
c’ = 21
- spoistość gruntu
c’/ cosαi =21/0,755 = 27,814
c’*li = 21*0,8789 = 18,456
Ti = Ni*tg ф +c'*li = 2,906575*0,2586+18,456 = 19,21 - siła przeciwstawiająca się
sile Bi
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 20 z 32
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 21 z 32
5. Obliczenia przemieszczeń ściany oporowej i sprawdzenie
warunków stanów granicznych użytkowalności (SGU):
5.1 Obliczenie osiadań i przechyłki ściany.
Korzystano ze wzorów:
P1= q1=21,23
P2=q2-q1=113,08
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 22 z 32
Warunek spełniony
Warunek spełniony
5.2. Obliczenie przesunięcia poziomego ściany
[mm]
(
)
∑
[
]
[
]
[
]
1
Q
Hn
=H
k
(
)
(
)
Warunek spełniony
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 23 z 32
IV. Obliczenia do wariantu II - posadowienie ściany na
palach.
6. Przyjęcie układu pali:
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 24 z 32
Sekcja dylatacyjna:
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 25 z 32
7. Obliczenia
statyczne
fundamentu
palowego
(wyznaczenie sił w palach).
Tabela 10: Pale
Średnica pali [m]
0,4
Obwód pala[m]
1,257
Liczba pali w grupie
3
Długość sekcji [m]
6,9
Odległość między palami
2,3 / 2,2
Odleglość osi pali od krawędzi
0,4
7.1 O bliczenia statyczne metodą sztywnego oczepu:
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 26 z 32
Tabela 11: Siły w palach
wartości użyte do obliczeń
ƩVk
256,63
ƩHk
122,21
sinα
0,2425
cosα
0,97
ƩMB=0 ↔S1*1,25-S2*1,25*cos+S3*1,25=256,63*0,4 →
S1– S2*0,97+S3*0,97=82,1216
ƩX=0→ S2+S3= ƩHk/sinα↔S2+S3=503,96 [kN/mb] -> S2=503,96-S3
ƩY=0→ S1+S2*0,97-S3*0,97=256,63
→S1=-232,21+2*S3*0,97 [kN/mb]
4*S3*0,97-232,21-503,96*0,97=82,1216
4*S3=803,1728/0,97=828,0132
->S3=207,003 [kN/mb]
->S2=503,96-S3=296,957 [kN/mb]
->S1=169,376 [kN/mb]
Wzór na przeliczenie siły w palu S= (6,9*S')/3
S1= 389,57[kN]
S2= 683,00[kN]
S3= 476,11 [kN]
Siły w palach - metoda sztywnego oczepu
Numer pala
liczba pali n
Si '- siła [mb]
Si - siła
dł. sekcji
1
3
169,379
389,57
6,9
2
3
296,957
683,00
6,9
3
3
207,003
476,11
6,9
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 27 z 32
7.2 Wyznaczenie sił w palach metodą graficzną Culmanna:
Siły w palach - metoda Culmana
Numer pala
liczba pali n Si '- siła [mb]
Si -
siła
dł.
sekcji
1
3
169,3707
389,55
6,9
2
3
296,9282
682,93
6,9
3
3
206,9913
476,08
6,9
Meoda sztywnego oczepu:
Si – siła [kN]
1. 389,57
2. 683,00
3. 476,11
Metoda graficzna:
Si – siła [kN]
1. 389,55
2. 682,93
3. 476,08
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 28 z 32
8. Obliczenia nośności pali w gruncie według EC7 - metoda β
Negatywne
grunt
t
h
A
Q
saclSi
5
1,3
1,63358
8,1679
Or (nad ZWG)
5
1,2
1,50792
7,5396
Or (pod ZWG)
10
1,8
2,26188
22,6188
-38,3263
Q_pob
89,22507
Nośność podstawy:
grunt
γ
h
σ
saclSi
19,5
1,3
25,35
Or (nad ZWG)
16
1,2
44,55
Or (pod ZWG)
16
1,8
73,35
Fsa
19,7
2,7
126,54
Nt
A
Q
Msa/Csa
21
0
126,54
82
0,126
1307,41
Q_całk
1396,64
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 29 z 32
Wartości odczytane z tabeli:
Qcałk=1396,64 kN
Warunek:
Smax =< Rc,k
Rc,k= Qcał/1,1=
1269,6723 kN
Smax=
683 kN
Smax=< Rc,k - warunek spełniony 683=< 1269,67
Dobranie długości i średnic pali:
Pal nr 1 (pionowy): L= 7,0 m D=0,4 m
Pal nr 2 : L= 7,0 m D=0,4 m
Pal nr 3 : L=7,0 m D=0,4 m
9. Obliczenia osiadania pala pojedynczego - pionowego.
Obliczenie osiadania pala nr 1.
Obliczenia osiadania pala w gruncie nośnym zalegającym poniżej warstwy torfu.
Wartości współczynników technologicznych z tab.4 PN-83/B-02482
dla FSa
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 30 z 32
6,75
Wartość modulu odkształcenia gruntu dla piasku drobnego
Współczynnik wpływu osiadania
przyjęto jak dla betonu klasy B20
Odczytane z rys.10
MPa
- Odczytany z rys. 12 02482
= 2,53mm
Obliczenia osiadania pala „górnego” powyżej warstwy nośnej
= 0,4mm
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 31 z 32
Suma osiadań S całk. = S1+S2 = 2,93mm
Scałk<10 mm warunek spełniony
Wickland Wiktor
Projekt ściany oporowej dla dwóch wariantów posadowienia.
str. 32 z 32
Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej
Katedra Geotechniki, Geologii i Budownictwa Morskiego
Projekt Ściany Oporowej
dla dwóch wariantów posadowienia
Gdańsk, maj 2013
Funkcja
Tytuł zawodowy
Imię i Nazwisko
Data
Podpis
Projektant
student
Wiktor Wickland
20.05.2013
Weryfikator
mgr inż.
Paweł Więcławski
A
B
C
D
E
F
Razem
Termin oddania
Bieżące zaawansowanie Obrona Opis techniczny Obliczenia Rysunki techniczne
Pkt / Ocena
Pkt
max
10 pkt
10 pkt
20 pkt
10 pkt
30 pkt
20 pkt
100 pkt
Grupa 11