PN-81-B-03020

UKD 624.131.5:624.15

POLSKI KOMITET

NORMALIZACJI,
MIAR I JAKO

P O L S K A N O R M A

PN-81

B-03020

Grunty budowlane

Posadowienie bezpo

rednie budowli

Obliczenia statyczne i projektowanie

Zamiast:

PN-74/B-03020

Grupa katalogowa

0702

Building soils. Foundation bases. Static

calculation and design

Sols de construction. Fondations

directes. Calcul statique et project

Строительные грунты.

Естественные основание

фундаментов. Статические

расчеты и проектирование

SPIS TRE

1. WST

1.1. Przedmiot normy

1.2. Zakres stosowania normy

1.3. Okre

lenia

1.4. Podstawowe oznaczenia

1.4.1. Cechy gruntów

1.4.2. Obci

ąŜ

enia, napr

ęŜ

enia, przemieszczenia

1.4.3. Cechy geometryczne

1.4.4. Współczynniki

1.4.5. Symbole dla gruntów niespoistych

1.4.6. Symbole dla gruntów spoistych

1.4.7. Inne oznaczenia

2. ZASADY PROJEKTOWANIA POSADOWIENIA BEZPO

REDNIEGO

2.1. Dane do projektowania

2.2. Gł

boko

ść

posadowienia fundamentów

2.2.1. Zasady ogólne

2.2.2. Zalecenia szczegółowe

2.3. Wymiary podstawy fundamentu

2.4. Ochrona podło

a gruntowego i pomieszcze

podziemnych

3. OBLICZENIA STATYCZNE

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 1

3.1. Metoda oblicze

3.2. Schemat obliczeniowy podło

a i parametry geotechniczne

3.3. Sprawdzanie stanów granicznych no

ci podło

a (I stan graniczny)

3.3.1. Zastosowanie oblicze

3.3.2. Rodzaje I stanu granicznego

3.3.3. Warunek obliczeniowy

3.3.4. Współczynnik korekcyjny

3.3.5. Obci

ąŜ

enie

3.3.6. Parametry geotechniczne

3.3.7. Obliczeniowy opór graniczny podło

a gruntowego

3.4. Sprawdzanie stanów granicznych u

ytkowania budowli (II stan graniczny)

3.4.1. Zastosowanie oblicze

3.4.2. Rodzaje II stanu granicznego

3.4.3. Warunek obliczeniowy

3.4.4. Obci

ąŜ

enia

3.4.5. Parametry geotechniczne

3.4.6. Przemieszczenia

3.4.7. Przemieszczenia dopuszczalne

3.5. Obliczanie osiadania

3.5.1. Napr

ęŜ

enia w gruncie

3.5.2. Ogólne zasady obliczania osiadania fundamentów

3.5.3. Obliczanie osiadania fundamentów

4. BADANIA GRUNTÓW

4.1. Zakres niezb

dnych bada

gruntów

4.2. Lokalizacja i gł

boko

ść

wierce

badawczych i sondowa

4.3. Interpretacja wyników sondowa

4.4. Interpretacja wyników próbnych obci

ąŜ

ZAŁ

CZNIKI

Zał

cznik 1. Sprawdzanie I stanu granicznego. Metody obliczania oporu granicznego podło

a w powszechnie

spotykanych przypadkach

Zał

cznik 2. Wyznaczanie napr

ęŜ

enia

w podło

u gruntowym od obci

ąŜ

enia zewn

trznego

INFORMACJE DODATKOWE

1. WST

1.1. Przedmiot normy. Przedmiotem normy s

zasady projektowania posadowienia bezpo

redniego obiektów

budowlanych na podło

u gruntowym i wykonywania zwi

zanych z tym oblicze

statycznych.

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 2

1.2. Zakres stosowania normy. Norma dotyczy wszystkich rodzajów budownictwa, z wyj

tkiem przypadków obj

tych

innymi normami; nale

y przy tym uwzgl

dnia

dodatkowe wymagania dotycz

ce:

- terenów, na których wyst

puj

niekorzystne warunki: grunty wietrzelinowe, p

czniej

ce lub zapadowe, procesy

osuwiskowe lub erozyjne oraz terenów podlegaj

cych wpływom eksploatacji górniczej,

- poszczególnych rodzajów budowli i ich konstrukcji,

- warunków eksploatacji obiektów, powoduj

cych niekorzystne zjawiska i procesy: filtracj

i dynamiczne działanie wód

w podło

u, wysuszanie, nawilgocenie lub przemarzanie podło

a, przenikanie w podło

e substancji chemicznych.

Norma nie dotyczy projektowania skarp i zboczy.

1.3. Okre

lenia

1.3.1. posadowienie bezpo

rednie - posadowienie budowli na fundamentach przekazuj

cych obci

ąŜ

enie na podło

gruntowe wył

cznie przez powierzchni

podstawy.

1.3.2. podło

e gruntowe - strefa, w której wła

ciwo

ci gruntów maj

wpływ na projektowanie, wykonywanie i

eksploatacj

budowli.

1.3.3. parametry geotechniczne - wielko

ci okre

laj

ce cechy gruntów budowlanych.

1.3.4. warstwa geotechniczna - strefa w podło

u gruntowym, dla której ustala si

jednakowe warto

ci parametrów

geotechnicznych.

1.3.5. warto

ci charakterystyczne -

rednie warto

ci ustalone na podstawie bada

lub podane w normach.

Symbole charakterystycznych obci

ąŜ

uzupełnia si

indeksem n umieszczonym u dołu, a symbole

charakterystycznych warto

ci parametrów geotechnicznych - indeksem (n) u góry.

1.3.6. warto

ci obliczeniowe - warto

ci uwzgl

dniaj

ce mo

liwe odchylenia od warto

ci charakterystycznych; w

przypadku parametrów geotechnicznych uwzgl

dniaj

ce niejednorodno

ść

gruntów oraz niedokładno

ść

ich badania.

Symbole obliczeniowych warto

ci obci

ąŜ

uzupełnia si

indeksem r umieszczonym u dołu, a symbole obliczeniowych

warto

ci parametrów geotechnicznych - indeksem (r) u góry.

Warto

ść

obliczeniow

obci

ąŜ

ustala si

przez przemno

enie warto

ci charakterystycznej przez współczynnik

obci

ąŜ

enia

, a warto

ść

obliczeniow

parametru geotechnicznego - przez przemno

enie przez współczynnik

materiałowy

1.3.7. stan graniczny - stan podło

a gruntowego lub budowli posadowionej na tym podło

u, po osi

gni

ciu którego

uwa

a si

e budowla (lub jej element) zagra

a bezpiecze

stwu albo nie spełnia okre

lonych wymaga

ytkowych.

1.3.8. stan graniczny napr

ęŜ

enia w podło

u gruntowym - stan, w którym w ka

dym punkcie danego obszaru wyst

puj

napr

ęŜ

enia styczne równe wytrzymało

ci na

cinanie.

1.3.9. powierzchnia po

lizgu - powierzchnia, na której w ka

dym jej punkcie wyst

puj

napr

ęŜ

enia styczne równe

wytrzymało

ci gruntu na

cinanie.

1.3.10. opór graniczny podło

a gruntowego - opór jaki stawia działaj

cemu obci

ąŜ

eniu grunt w stanie granicznym.

1.3.11. obliczeniowy opór graniczny podło

a gruntowego - warto

ść

oporu granicznego podło

a ustalona dla

obliczeniowych warto

ci parametrów geotechnicznych.

1.3.12. podło

e jednorodne - podło

e stanowi

ce jedn

warstw

geotechniczn

do gł

boko

ci równej co najmniej 2 B

(B - szeroko

ść

najwi

kszego fundamentu budowli) poni

ej poziomu posadowienia.

1.3.13. podło

e warstwowane - podło

e, w którym do gł

boko

ci równej 2 B poni

ej poziomu posadowienia wyst

puje

cej ni

jedna warstwa geotechniczna.

1.3.14. Pozostałe okre

lenia - wg PN-74/B-02480.

1.4. Podstawowe oznaczenia

1.4.1. Cechy gruntów

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 3

(n)

- warto

ść

charakterystyczna parametru geotechnicznego,

(r)

- warto

ść

obliczeniowa parametru geotechnicznego,

- g

sto

ść

wła

ciwa szkieletu gruntu t

-3

- g

sto

ść

obj

ciowa gruntu, t

-3

- g

sto

ść

obj

ciowa gruntu przy całkowitym nasyceniu porów wod

, t

-3

- g

sto

ść

wody w porach gruntu, t

-3

- spójno

ść

gruntu, kPa,

c' - spójno

ść

efektywna gruntu, kPa,

- k

t tarcia wewn

trznego gruntu,

' - efektywny k

t tarcia wewn

trznego gruntu,

- napr

ęŜ

enie styczne, kPa,

- wytrzymało

ść

gruntu na

cinanie, kPa,

- napr

ęŜ

enie normalne, kPa,

u - ci

nienie porowe, kPa,

- współczynnik Poissona,

- moduł pierwotnego (ogólnego) odkształcenia gruntu, kPa,

E - moduł wtórnego (spr

ęŜ

ystego) odkształcenia gruntu, kPa,

- edometryczny moduł

liwo

ci pierwotnej (ogólnej), kPa,

M - edometryczny moduł

liwo

ci wtórnej (spr

ęŜ

ystej), kPa,

- stopie

zag

szczenia gruntu niespoistego,

- stopie

plastyczno

ci gruntu spoistego.

(Definicje cech gruntów podano w PN-74/8-02480).

1.4.2. Obci

ąŜ

enia, napr

ęŜ

enia, przemieszczenia

- symbol obliczeniowej warto

ci obci

ąŜ

enia przekazywanego przez fundament na podło

e gruntowe, kN,

- obliczeniowa siła pionowa, kN,

- obliczeniowa siła pozioma, kN,

- obliczeniowa siła wypadkowa, kN,

- charakterystyczne i obliczeniowe jednostkowe obci

ąŜ

enie podło

a pod fundamentem, kPa,

p - próbne jednostkowe obci

ąŜ

enie podło

a, kPa,

- obliczeniowy opór graniczny podło

a, kN,

- jednostkowy obliczeniowy opór graniczny podło

a, kPa,

- napr

ęŜ

enie pierwotne w podło

u na gł

boko

ci z poni

ej poziomu posadowienia fundamentu, kPa,

- napr

ęŜ

enie pierwotne w poziomie posadowienia fundamentu, kPa,

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 4

- napr

ęŜ

enie w podło

u od obci

ąŜ

enia zewn

trznego, kPa,

- odpr

ęŜ

enie podło

a, kPa,

- napr

ęŜ

enie wtórne, kPa,

- napr

ęŜ

enie dodatkowe, kPa,

- napr

ęŜ

enie całkowite, kPa,

[S] - symbol przemieszczenia lub odkształcenia budowli,

s - osiadanie fundamentu, cm,

- przechylenie budowli,

- strzałka wygi

cia budowli, cm,

∆

s - ró

nica osiada

fundamentów, cm.

1.4.3. Cechy geometryczne

B - szeroko

ść

prostok

tnej podstawy fundamentu (wymiar krótszego boku), m,

L - długo

ść

prostok

tnej podstawy fundamentu (wymiar dłu

szego boku), m,

R - promie

kołowej podstawy fundamentu, m,

D - gł

boko

ść

posadowienia mierzona od poziomu terenu, m,

min

- gł

boko

ść

posadowienia mierzona od najni

szego poziomu przyległego terenu (np. podłoga piwnicy, dno kanału

instalacyjnego), m,

e - mimo

ród działania obci

ąŜ

enia, m,

- k

t pochylenia wypadkowej obci

ąŜ

enia,

z - zagł

bienie mierzone od poziomu posadowienia, m,

- grubo

ść

warstwy i gruntu, m,

F - pole podstawy fundamentu, m

1.4.4. Współczynniki

- współczynnik materiałowy dla gruntu,

- współczynnik obci

ąŜ

enia,

m - współczynnik korekcyjny,

- współczynnik rozkładu napr

ęŜ

enia w podło

- współczynnik uwzgl

dniaj

cy czas trwania robót budowlanych,

- współczynnik kształtu sztywnej płyty próbnej,

, N

- współczynniki no

ci,

, i

- współczynniki wpływu nachylenia wypadkowej obci

ąŜ

enia.

1.4.5. Symbole dla gruntów niespoistych

wiry,

Po - pospółki,

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 5

Pr - piaski grube,

Ps - piaski

rednie,

Pd - piaski drobne,

- piaski pylaste.

1.4.6. Symbole dla gruntów spoistych

A - grunty spoiste morenowe skonsolidowane,

B - inne grunty spoiste skonsolidowane oraz grunty spoiste morenowe nieskonsolidowane,

C - inne grunty spoiste nieskonsolidowane,

D - iły, niezale

nie od pochodzenia geologicznego.

1.4.7. Inne oznaczenia

PPW - piezometryczny poziom wody gruntowej,

SL, SC, SPT - oznaczenie sondy wbijanej, odpowiednio: lekkiej, ci

ęŜ

kiej i cylindrycznej,

- gł

boko

ść

przemarzania gruntu,

g - przy

pieszenie ziemskie, m

-2

i - spadek hydrauliczny,

j - ci

nienie spływowe (j =

i), kN

-3

2. ZASADY PROJEKTOWANIA POSADOWIENIA BEZPO

REDNIEGO

2.1. Dane do projektowania powinny zawiera

aktualne informacje techniczne o projektowanej budowli oraz

nast

puj

ce dane o gruntach:

a) przekroje geotechniczne i ewentualnie mapy (geotechniczne, geologiczne), sporz

dzone na podstawie wierce

wykopów badawczych, sondowa

i ewentualnie bada

metodami geofizycznymi; przekroje i mapy powinny

przedstawia

przestrzenny układ warstw gruntów (p. 1.3.4) ró

cych si

genez

, rodzajem i stanem gruntów oraz

warstwy wodono

ne z ich poziomami piezometrycznymi wód gruntowych (PPW),

b) wyniki bada

gruntów i wód gruntowych, przeprowadzonych wg odpowiednich norm oraz zgodnie z wymaganiami

dotycz

cymi danego rodzaju budownictwa i danego terenu wg 1.2, a tak

e z wymaganiami wg rozdz. 4,

c) dane o niekorzystnych warunkach wg 1.2,

d) ocen

okresowych zmian stanu gruntów i wód gruntowych.

2.2. Gł

boko

ść

posadowienia fundamentów

2.2.1. Zasady ogólne. Przy ustalaniu gł

boko

ci posadowienia nale

y uwzgl

dnia

nast

puj

ce czynniki:

a) gł

boko

ść

wyst

powania poszczególnych warstw geotechnicznych,

b) wody gruntowe i przewidywane zmiany ich stanów,

c) wyst

powanie gruntów p

czniej

cych, zapadowych, wysadzinowych,

d) projektowan

niwelet

powierzchni terenu w s

siedztwie fundamentów, poziom posadzek pomieszcze

podziemnych, poziom rozmycia dna rzeki,

e) gł

boko

ść

posadowienia s

siednich budowli,

f) umown

gł

boko

ść

przemarzania gruntów.

2.2.2. Zalecenia szczegółowe. Gł

boko

ść

posadowienia powinna spełnia

nast

puj

ce warunki:

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 6

a) zagł

bienie podstawy fundamentu w stosunku do powierzchni przyległego terenu nie powinno by

mniejsze ni

0,5

m; projektowanie zagł

bienia mniejszego ni

0,5 m wymaga uzasadnienia,

b) w gruntach wysadzinowych gł

boko

ść

posadowienia nie powinna by

mniejsza od umownej gł

boko

przemarzania h

, któr

nale

y przyjmowa

zgodnie z rys. 1, dla danej cz

ęś

ci kraju; gł

boko

ść

przemarzania nale

mierzy

od poziomu projektowanego terenu lub posadzki piwnic w nieogrzewanych budynkach; Do gruntów

wysadzinowych zalicza si

wszystkie grunty zawieraj

ce wi

cej ni

10% cz

stek o

rednicy zast

pczej mniejszej ni

0,02 mm oraz wszystkie grunty organiczne,

Rys. 1

c) przy posadowieniu poni

ej poziomu piezometrycznego wód gruntowych składowa pionowa (skierowana do góry)

nienia spływowego j nie powinna przekracza

0,5(

)g; wymaganie to obowi

zuje równie

w okresie

wykonywania robót fundamentowych,

d) przy wyst

powaniu w podło

u gruntów p

czniej

cych lub warunków sprzyjaj

cych wysychaniu, nawilgacaniu lub

zamarzaniu gruntów spoistych, nale

y stosowa

odpowiednie

rodki zabezpieczaj

ce.

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 7

2.3. Wymiary podstawy fundamentu nale

y ustala

z zachowaniem nast

puj

cych warunków:

a) rozkład obliczeniowego obci

ąŜ

enia jednostkowego w podstawie fundamentu nale

y przyjmowa

liniowy wg rys. 2; nie

wolno uwzgl

dnia

sił rozci

gaj

cych mi

dzy podło

em i podstaw

fundamentu zgodnie z rys. 2b),

b) wypadkowa sił od obliczeniowego obci

ąŜ

enia stałego i zmiennego długotrwałego nie powinna wychodzi

poza rdze

podstawy fundamentu,

c) przy uwzgl

dnieniu wszystkich obci

ąŜ

obliczeniowych dopuszcza si

powstanie szczeliny mi

dzy podło

em i

podstaw

fundamentu, wg rys. 2b), której zasi

g C nie mo

e by

kszy ni

do połowy odległo

ci C' mi

dzy prost

przechodz

równolegle do osi oboj

tnej przez

rodek ci

ęŜ

ci całej podstawy, a skrajnym punktem podstawy

przeciwległym do punktu, w którym wyst

puje q

max

, zgodnie z rys. 2b) i 2c); dla fundamentów o podstawie prostok

tnej,

przy

Rys. 2

d) przy wspólnych fundamentach płytowych lub pier

cieniowych budowli wysokich (gdy wypadkowa zaczepiona jest na

wysoko

ci wi

kszej ni

3B) oraz fundamentach słupów hal obci

ąŜ

onych suwnicami, wypadkowa sił od obliczeniowych

obci

ąŜ

stałych oraz zmiennych długo- i krótkotrwałych nie mo

e wychodzi

poza rdze

podstawy fundamentu,

e) obliczeniowe obci

ąŜ

enie jednostkowe podło

a w podstawie fundamentu powinno spełnia

warunki wynikaj

ce z

oblicze

przeprowadzonych zgodnie z rozdz. 3.

2.4. Ochrona podło

a gruntowego i pomieszcze

podziemnych. Przy projektowaniu posadowie

bezpo

rednich nale

przewidzie

rodki zabezpieczaj

ce przed:

a) rozmoczeniem, wysuszeniem lub przemarzni

ciem podło

a fundamentów w czasie wykonywania robót budowlanych,

b) zalaniem wykopu fundamentowego przez wody gruntowe, powierzchniowe lub opadowe,

c) przenikaniem do pomieszcze

podziemnych wód gruntowych oraz wód opadowych, spływaj

cych powierzchniowo

lub infiltruj

cych w podło

e gruntowe,

d) korozyjnym działaniem wód gruntowych, opadowych i technologicznych na materiały i konstrukcje podziemnej cz

ęś

budowli i na urz

dzenia podziemne, a tak

e wód technologicznych na grunty podło

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 8

3. OBLICZENIA STATYCZNE

3.1. Metoda oblicze

. Posadowienie budowli nale

y sprawdza

ze wzgl

du na mo

liwo

ść

wyst

pienia dwóch grup

stanów granicznych podło

a gruntowego fundamentów:

- grupy stanów granicznych no

ci podło

a gruntowego (I stan graniczny),

- grupy stanów granicznych u

ytkowania budowli (II stan graniczny).

W obliczeniach nale

y uwzgl

dni

warunki wyst

puj

ce w stadium realizacji oraz w stadium eksploatacji budowli.

3.2. Schemat obliczeniowy podło

a i parametry geotechniczne. Na podstawie wyników bada

i charakterystyki

geologicznej gruntów nale

y podzieli

podło

e na warstwy geotechniczne. Dla ka

dej warstwy nale

y ustali

niezb

dne

do oblicze

statycznych warto

ci parametrów geotechnicznych. Zaleca si

przyjmowa

wydzielenia geologiczne jako

podstaw

podziału na warstwy geotechniczne.

Stosuje si

nast

puj

ce metody ustalania parametrów geotechnicznych.

Metoda A polega na bezpo

rednim oznaczaniu warto

ci parametru za pomoc

polowych lub laboratoryjnych bada

gruntów, wykonywanych zgodnie z PN-74/B-04452 i PN-75/B-04481 oraz innymi wymaganiami wg 1.2.

Metoda B polega na oznaczaniu warto

ci parametru na podstawie ustalonych zale

ci korelacyjnych mi

dzy

parametrami fizycznymi lub wytrzymało

ciowymi a innym parametrem (np. I

lub I

) wyznaczanym metod

Metoda C polega na przyj

ciu warto

ci parametrów okre

lonych na podstawie praktycznych do

wiadcze

budownictwa

na innych podobnych terenach, uzyskanych dla budowli o podobnej konstrukcji i zbli

onych obci

ąŜ

eniach.

Warto

ść

charakterystyczn

parametru geotechnicznego wyznaczanego metod

A nale

y oblicza

wg wzoru

(1)

w którym:

- wyniki oznaczenia danej cechy,

N - liczba oznacze

Liczba oznacze

dej cechy gruntu, w ka

dej warstwie geotechnicznej, powinna wynosi

co najmniej 5.

Metod

B wyznacza si

warto

ci charakterystyczne parametrów, w zale

ci od charakterystycznej warto

parametru wyznaczonego metod

Warto

ść

obliczeniow

parametru geotechnicznego nale

y wyznacza

wg wzoru

(2)

w którym

- współczynnik materiałowy.

Współczynnik

dla parametru oznaczanego metod

A, nale

y oblicza

według wzoru

(3)

przyjmuj

c bardziej niekorzystn

z obliczonych warto

ci, przy czym nie nale

y przyjmowa

warto

bli

szych

jedno

ci ni

= 0,9 i

= 1,1.

eli współczynnik materiałowy wg (3) jest dalszy od jedno

ci ni

= 0,80 lub

= 1,25, to nale

y przeanalizowa

przestrzenn

zmienno

ść

wyników bada

w celu sprawdzenia mo

liwo

ci wydzielenia dodatkowych warstw

geotechnicznych.

Współczynnik

dla parametru oznaczanego metod

B lub C wynosi

=0,9 lub

= 1,1 przy czym nale

y przyjmowa

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 9

warto

ść

bardziej niekorzystn

3.3. Sprawdzanie stanów granicznych no

ci podło

a (I stan graniczny)

3.3.1. Zastosowanie oblicze

. Sprawdzenie I stanu granicznego nale

y wykonywa

dla wszystkich przypadków

posadowienia.

3.3.2. Rodzaje I stanu granicznego s

nast

puj

ce:

a) wypieranie podło

a przez pojedynczy fundament lub przez cał

budowl

b) usuwisko albo zsuw fundamentów lub podło

a wraz z budowl

c) przesuni

cie w poziomie posadowienia fundamentu lub w gł

bszych warstwach podło

3.3.3. Warunek obliczeniowy. Przy sprawdzaniu I stanu granicznego warto

ść

obliczeniowa działaj

cego obci

ąŜ

enia Q

(kN) wg 1.3.6 powinna spełnia

warunek

(4)

w którym:

- obliczeniowy opór graniczny podło

a gruntowego przeciwdziałaj

cy obci

ąŜ

eniu Q

, kN,

m - współczynnik korekcyjny wg 3.3.4.

3.3.4. Współczynnik korekcyjny m nale

y przyjmowa

, w zale

ci od metody obliczania Q

, równy:

0,9 - gdy stosuje si

rozwi

zanie teorii granicznych stanów napr

ęŜ

, w tym równie

wzory podane w Zał

czniku 1,

0,8 - gdy przyjmuje si

kołowe linie po

lizgu w gruncie,

0,7 - gdy stosuje si

inne bardziej uproszczone metody oblicze

0,8 - przy obliczaniu oporu na przesuni

cie w poziomie posadowienia lub w podło

u gruntowym.

Przy stosowaniu metody B lub C oznaczania parametrów geotechnicznych, warto

ść

współczynnika m nale

zmniejszy

mno

Ŝą

c przez 0,9.

3.3.5. Obci

ąŜ

enie. W obliczeniach Q

(kN) nale

y uwzgl

dnia

najniekorzystniejsze zestawienia oddziaływa

budowli

od obliczeniowego obci

ąŜ

enia stałego i zmiennego oraz obliczeniowe warto

ci ci

ęŜ

aru własnego i parcia gruntu,

wyporu i ci

nienia spływowego wód gruntowych, obci

ąŜ

enia od s

siednich fundamentów i budowli oraz odci

ąŜ

enia

spowodowanego wykopami w s

siedztwie fundamentu. Działanie wód gruntowych uwzgl

dnia si

przy

najniekorzystniejszym poziomie piezometrycznym.

3.3.6. Parametry geotechniczne nale

y ustala

metod

A w przypadku, gdy:

a) brak jest ustalonych zale

ci korelacyjnych mi

dzy parametrami, np. dla gruntów spoistych w stanie

kkoplastycznym przy I

0,75 i niespoistych w stanie lu

nym przy I

0,20, dla gruntów organicznych, oraz przy

ustalaniu efektywnych parametrów

' i c',

b) w najniekorzystniejszym układzie obci

ąŜ

ich składowa pozioma jest wi

ksza ni

10 % składowej pionowej,

c) budowla jest usytuowana na zboczu lub w jego pobli

d) obok budowli projektuje si

wykopy lub dodatkowe obci

ąŜ

enie.

W pozostałych przypadkach dopuszcza si

stosowanie metody B lub C.

Tablica 1. Charakterystyczne warto

ci g

sto

ci wła

ciwej

, wilgotno

ci naturalnej w

i g

sto

ci obj

ciowej

dla

gruntów niespoistych

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 10

Nazwa gruntów

Stan

wilgotno

-3

Stan gruntu

-3

zag

szczony

rednio

zag

szczony

= 1,0

0,68

= 0,67

0,24

= 0,33

0,0

Rodzime
mineralne

wiry i pospółki

mało wilgotne

2,65

1,85

1,75

1,70

wilgotne

2,00

1,90

1,85

mokre

2,10

2,05

2,00

piaski grube

rednie

mało wilgotne

2,65

1,80

1,70

1,65

wilgotne

1,90

1,85

1,80

mokre

2,05

2,00

1,95

piaski drobne i
pylaste

mało wilgotne

2,65

1,70

1,65

1,60

wilgotne

1,85

1,75

1,70

mokre

2,00

1,90

1,85

Rodzime
organiczne

piaski próchnicze

mało wilgotne

2,64

1,60

1,55

1,50

wilgotne

1,75

1,70

1,65

mokre

1,90

1,85

1,75

Tablica 2. Charakterystyczne warto

ci g

sto

ci wła

ciwej

, wilgotno

ci naturalnej w

i g

sto

ci obj

ciowej

dla

gruntów spoistych

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 11

Nazwy gruntów

-3

Stan gruntu

-3

półzwarty

twardoplastyczny

plastyczny

kkoplastyczny

< 0

= 0,0

0,25

= 0,25

0,50

= 0,50

1,00

Rodzime
mineralne

mało
spoiste

wiry,

pospółki
gliniaste

2,65

2,25

2,20

2,10

2,05

piaski
gliniaste

2,65

2,20

2,15

2,10

2,05

pyły
piaszczyste

2,66

2,15

2,10

2,05

2,00

pyły

2,67

2,10

2,05

2,00

1,95

rednio

spoiste

gliny
piaszczyste

2,67

2,25

2,20

2,10

2,00

gliny

2,67

2,20

2,15

2,05

1,95

gliny pylaste

2,68

2,15

2,10

2,00

1,90

zwi

zło

spoiste

gliny
piaszczyste
zwi

złe

2,68

2,25

2,15

2,05

1,95

gliny zwi

złe

2,69

2,20

2,10

2,00

1,90

gliny pylaste
zwi

złe

2,71

2,15

2,00

1,90

1,80

bardzo
spoiste

iły
piaszczyste

2,70

2,20

2,10

1,95

1,80

iły

2,72

2,15

2,00

1,85

1,75

iły pylaste

2,75

2,05

1,90

1,80

1,70

Przy stosowaniu metody B mo

na posługiwa

zale

ciami korelacyjnymi przedstawionymi w tabl. 1 i 2 oraz na

rys. 3, 4 i 5, przy czym znaczenie symboli A, B, C i D podano w 1.4.6.

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 12

3.3.7. Obliczeniowy opór graniczny podło

a gruntowego Q

wyznacza si

przy zało

eniach:

a) najniekorzystniejszego poło

enia potencjalnej powierzchni po

lizgu w gruncie,

b) granicznego stanu napr

ęŜ

(na całej powierzchni po

lizgu) okre

lonego wg wzoru

(5)

w którym:

(6)

zgodnie z PN-74/B-02480 zał

cznik p. 52, 55, 76 i 77.

Gdy obci

ąŜ

enie zmienne budowli wynosi wi

cej ni

70% obci

ąŜ

enia stałego, a przy tym w podło

u zalegaj

grunty

spoiste nieskonsolidowane lub iły i stan tych gruntów jest gorszy ni

- plastyczny - dla gruntów mineralnych (I

> 0,5)

- twardoplastyczny - dla gruntów organicznych (I

> 0,25) wtedy obliczeniow

wytrzymało

ść

gruntu na

cinanie do

wzoru (5) nale

y wyznaczy

wg wzoru

(7)

zgodnie z PN-74/B-02480 zał

cznik p. 52, 53, 78 i 79, przy czym efektywne parametry geotechniczne

(r)

i c'

(r)

nale

ustala

metod

A wg 3. 2. Warto

ść

nienia porowego u na powierzchni po

lizgu w gruncie nale

y wyznaczy

metodami opartymi na teorii konsolidacji, z uwzgl

dnieniem pr

dko

ci wzrastania obci

ąŜ

Zaleca si

stosowa

metody wyznaczania obliczeniowego oporu granicznego podło

a gruntowego Q

wg Zał

cznika 1

dla przypadków przedstawionych w tym zał

czniku.

3.4. Sprawdzanie stanów granicznych u

ytkowania budowli (II stan graniczny)

3.4.1. Zastosowanie oblicze

. Sprawdzenie II stanu granicznego nale

y wykonywa

dla wszystkich obiektów, które nie

posadowione na skałach litych. Oblicze

tych mo

na nie przeprowadza

w przypadku, gdy:

a) budowle s

nast

puj

ce:

- 1-kondygnacyjne hale przemysłowe z suwnicami o ud

wigu do 500 kN, o konstrukcji niewra

liwej na nierównomierne

osiadanie,

- budynki przemysłowe i magazynowe o wysoko

ci do 3 kondygnacji,

- budynki mieszkalne i powszechnego u

ytku o wysoko

ci do 11 kondygnacji wł

cznie i o siatce słupów nie

przekraczaj

cej 6,0×6,0 m lub o rozstawie

cian no

nych nie wi

kszym ni

6,0 m, pod warunkiem,

- obci

ąŜ

enie poszczególnych cz

ęś

ci budowli nie jest zró

nicowane,

- nie przewiduje si

dodatkowego obci

ąŜ

enia podło

a obok rozpatrywanej budowli (np. składowiskami),

- nie stawia si

specjalnych wymaga

(np. eksploatacyjnych), ograniczaj

cych warto

ść

dopuszczalnych przemieszcze

b) oraz gdy równocze

nie w podło

u, do gł

boko

ci równej 3-krotnej szeroko

ci najwi

kszego fundamentu, wyst

puj

wył

cznie:

- grunty niespoiste, z wyj

tkiem piasków pylastych w stanie lu

nym,

- grunty spoiste w stanie nie gorszym ni

twardoplastyczny.

W przypadku gdy budowla jest obliczana jako konstrukcja ci

gła statycznie na podło

u odkształcalnym, mo

na nie

sprawdza

jej wygi

cia lub ugi

cia.

3.4.2. Rodzaje II stanu granicznego s

nast

puj

ce:

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 14

rednie osiadanie fundamentów budowli,

b) przechylenie budowli jako cało

ci lub jej cz

ęś

ci wydzielonej dylatacjami,

c) odkształcenie konstrukcji: wygi

cie (ugi

cie) budowli jako cało

ci lub jej cz

ęś

ci mi

dzy dylatacjami, lub ró

nica

osiada

fundamentów.

3.4.3. Warunek obliczeniowy. Przy sprawdzaniu II stanu granicznego musi by

spełniony warunek

(8)

w którym:

[S] - symbol umownej warto

ci przemieszczenia lub odkształcenia miarodajnego dla oceny stanu u

ytkowego danej

budowli:

redniego osiadania fundamentów budowli s

, przechylenia budowli

strzałki wygi

cia budowli f

lub

wzgl

dnej ró

nicy osiadania fundamentów budowli

∆

s:l wyznaczanych zgodnie z 3.4.6,

[S]

dop

- symbol odpowiedniej warto

ci dopuszczalnej ustalonej wg 3.4.7.

3.4.4. Obci

ąŜ

enia. W obliczeniach [S] nale

y uwzgl

dnia

ęŜ

ar własny gruntów podło

a, wypór i ci

nienie spływowe

wód gruntowych, zewn

trzne obci

ąŜ

enie podło

a rozpatrywanym fundamentem, s

siednimi fundamentami, budowlami i

innymi obci

ąŜ

eniami (np. składowiskami, nasypami), oraz odci

ąŜ

enie spowodowane wykonaniem wykopów. Działanie

wód gruntowych uwzgl

dnia si

przy

rednim poziomie piezometrycznym. Uwzgl

dnia si

charakterystyczne warto

obci

ąŜ

stałych i zmiennych długotrwałych, przy czym w celu uproszczenia oblicze

na wyznacza

obci

ąŜ

enia

charakterystyczne na podstawie obci

ąŜ

obliczeniowych, dziel

c je przez uogólniony współczynnik obci

ąŜ

enia

= 1,2.

3.4.5. Parametry geotechniczne nale

y wyznacza

metod

A w przypadkach wymienionych w 3.3.7 (w których

wymagane jest ustalenie metod

A warto

ci efektywnych parametrów

' i c'), a tak

e wówczas, gdy brak jest ustalonych

zale

ci korelacyjnych. W pozostałych przypadkach mo

na stosowa

metod

B lub C.

Przy ustalaniu parametrów metod

B mo

na posługiwa

tabl. 1, 2 i 3 oraz rys. 6 i 7, przy czym znaczenie symboli A,

B, C, D podano w 1.4.6.

Tablica 3. Warto

ci parametrów zale

nych od rodzaju gruntu

Typ gruntu

Grunty niespoiste

Grunty spoiste

, Po

Pr, Ps

Pd, P

0,20

0,25

0,30

0,25

0,29

0,32

0,37

0,90

0,83

0,74

0,83

0,76

0,70

0,565

1,0

0,90

0,80

0,90

0,75

0,60

0,80

- współczynnik Poissona

- wska

nik skonsolidowania gruntu

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 15

Rys. 7

Stosuje si

charakterystyczne warto

ci parametrów geotechnicznych.

3.4.6. Przemieszczenia lub odkształcenia [S] nale

y wyznacza

na podstawie osiada

fundamentów lub ich

wydzielonych cz

ęś

ci, obliczonych wg 3.5, przy zało

eniu,

e podło

e stanowi półprzestrze

liniowo-odkształcaln

, a

budowla nie ma sztywno

ci własnej.

Ze wzgl

du na przyj

te zało

enia obliczane osiadania i przemieszczenia s

wielko

ciami umownymi.

Wyznaczaj

c przemieszczenia lub odkształcenia [S] mo

na przyj

ąć

e do chwili zako

czenia procesu wznoszenia

budowli zachodzi:

- dla warstw gruntów niespoistych oraz spoistych w stanie półzwartym (I

≤

0,00) - 100%,

- dla warstw gruntów spoistych w stanie gorszym ni

półzwartym (I

> 0,00) - 50%,

- dla warstw gruntów organicznych - 25% osiadania całkowitego.

Osiadanie

rednie budowli s

wyznacza si

wg wzoru

(9)

w którym:

- osiadania poszczególnych fundamentów,

- pola podstaw poszczególnych fundamentów.

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 17

(14)

Strzałk

ugi

cia budowli f

wyznacza si

uwzgl

dniaj

c trzy najniekorzystniej osiadaj

ce fundamenty, le

Ŝą

ce w planie

na linii prostej, wg wzoru

(15)

w którym wszystkie wielko

ci s

przedstawione na rys. 9.

Rys. 9

3.4.7. Przemieszczenia dopuszczalne [S]

dop

ustala si

dla danej budowli na podstawie analizy stanów granicznych jej

konstrukcji, wymaga

ytkowych i eksploatacji urz

dze

, a tak

e działania poł

cze

instalacyjnych.

W przypadku braku innych danych lub ogranicze

nale

y stosowa

warto

ci dopuszczalnych odkształce

wg tabl. 4.

Tablica 4. Dopuszczalne warto

ci umownych przemieszcze

i odkształce

zachodz

cych w fazie eksploatacji budowli

L.p.

Rodzaj budowli

, cm

∆

) : l

Hale przemysłowe

0,003

Budynki do 11
kondygnacji
nadziemnych

0,003

1,0

Budynki powy

ej 1

kondygnacji

0,002

1,0

Budynki smukłe o
wysoko

ci powy

100 m

0,001

∆

s oznacza ró

nic

osiada

fundamentów, których odległo

ść

wynosi l.

3.5. Obliczanie osiadania

3.5.1. Napr

ęŜ

enia w gruncie

3.5.1.1. Napr

ęŜ

enia pierwotne

spowodowane pionowym naciskiem jednostkowym gruntów zalegaj

cych w podło

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 19

ponad poziomem z nale

y wyznaczy

wg wzoru

(16)

w którym:

- napr

ęŜ

enie pierwotne, kPa,

sri

- g

sto

ść

obj

ciowa gruntu przy całkowitym nasyceniu porów wod

w warstwie i, t

-3

g - przyspieszenie ziemskie (mo

na przyjmowa

g = 10 m

-2

)

- g

sto

ść

obj

ciowa wody, t

-3

- spadek hydrauliczny w warstwie i,

- k

t odchylenia kierunku przepływu wody od pionu,

- grubo

ść

warstwy i gruntu, m.

Gdy nie działa ci

nienie spływowe, wówczas i = 0, a gdy nie działa równie

wypór wody, wtedy

= 0.

Sumowanie przeprowadza si

pocz

wszy od projektowanego poziomu terenu (przy projektowaniu robót niwelacyjnych -

od poziomu obni

onego).

3.5.1.2. Napr

ęŜ

enia od obci

ąŜ

enia zewn

trznego podło

, wyznacza si

uwzgl

dniaj

c napr

ęŜ

enie spowodowane

zarówno obci

ąŜ

eniem rozpatrywanego fundamentu (lub wydzielonej cz

ęś

ci fundamentu), jak i obci

ąŜ

eniem s

siednich

fundamentów i budowli oraz innymi obci

ąŜ

eniami znajduj

cymi si

w pobli

u (np. składowiska, nasypu itp.).

Przy wyznaczaniu

przyjmuje si

e nadfundamentowa konstrukcja budowli jest doskonale wiotka.

Stopy fundamentowe pod pojedynczymi słupami oraz ławy pod

cianami konstrukcyjnymi traktuje si

jako doskonale

sztywne.

Napr

ęŜ

enie

> nale

y wyznacza

zgodnie z zasadami podanymi w Zał

czniku 2.

3.5.1.3. Odpr

ęŜ

enie podło

, spowodowane wykonaniem wykopów, wyznacza si

jako napr

ęŜ

enie od ujemnego

obci

ąŜ

enia zewn

trznego, równego co do warto

ci ci

ęŜ

arowi usuni

tego gruntu, stosuj

c zasady podane dla obliczenia

w 3.5.1.2 i w zał

czniku 2.

3.5.1.4. Napr

ęŜ

enie wtórne

i dodatkowe

wyznacza si

wg wzorów

(17)

(18)

3.5.2. Ogólne zasady obliczania osiadania fundamentów

a) Podło

e gruntowe traktuje si

jako jednorodn

półprzestrze

liniowo-odkształcaln

, tzn. stosuje si

metody

obliczeniowe teorii spr

ęŜ

ysto

ci, lecz przy ró

nych warto

ciach geotechnicznych parametrów odkształcalno

ci gruntów:

oraz M

lub E

dla obci

ąŜ

pierwotnych i M lub E dla odci

ąŜ

i obci

ąŜ

wtórnych.

b) Przyjmuj

c schemat obliczeniowy podło

a w postaci wydzielonych warstw geotechnicznych wg 3.2 całkowite

osiadanie fundamentu s oblicza si

jako sum

osiada

poszczególnych warstw, przy czym osiadania s

poszczególnych warstw wyznacza si

jak w półprzestrzeni jednorodnej, z parametrami odkształcalno

rozpatrywanych warstw.

c) Nale

y uwzgl

dnia

podstawowe stany odkształcenia podło

a pod fundamentem:

- stan pierwotny, przed rozpocz

ciem robót budowlanych, kiedy w podło

u wyst

puj

napr

ęŜ

enia

wg rys. 10a),

- stan odpr

ęŜ

enia podło

a, po wykonaniu wykopów fundamentowych, kiedy w podło

u wyst

puj

najmniejsze

napr

ęŜ

enia wg rys. 10b),

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 20

- stan po zako

czeniu budowy, kiedy w podło

u wyst

puj

napr

ęŜ

enia całkowite

wg rys. 10c)

d) Osiadanie s

warstwy nale

y wyznacza

jako sum

osiadania wtórnego s

" w zakresie napr

ęŜ

enia wtórnego

, z

zastosowaniem modułu

liwo

ci wtórnej gruntu M (lub modułu wtórnego odkształcenia E, w zale

ci od metody

obliczania), oraz osiadania pierwotnego s

' w zakresie napr

ęŜ

enia dodatkowego

, z zastosowaniem modułu

liwo

ci pierwotnej gruntu M

(lub E

e) Osiadanie s

" i s

' nale

y wyznacza

zgodnie z 3.5.3.

Rys. 10

3.5.3. Obliczanie osiadania fundamentów. Obliczanie osiadania zaleca si

przeprowadza

metod

napr

ęŜ

Osiadanie s

warstwy podło

a o grubo

ci h

oblicza si

wg wzorów

(19)

(20)

(21)

w których:

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 21

'' - osiadanie wtórne warstwy i, cm,

' - osiadanie pierwotne warstwy i, cm,

zsi

zdi

- odpowiednio wtórne i pierwotne napr

ęŜ

enie w podło

u pod fundamentem, w połowie grubo

ci warstwy i (rys.

11) wyznaczone zgodnie z 3.5.1.4, kPa,

, M

- edometryczny moduł

liwo

ci, odpowiednio wtórnej i pierwotnej, ustalony dla gruntu warstwy i, kPa,

- grubo

ść

warstwy i, cm,

- współczynnik uwzgl

dniaj

cy stopie

odpr

ęŜ

enia podło

a po wykonaniu wykopu, którego warto

ść

nale

przyjmowa

= 0 - gdy czas wznoszenia budowli (od wykonania wykopów fundamentowych do zako

czenia stanu surowego, z

monta

em urz

dze

stanowi

cych obci

ąŜ

enie stałe) nie trwa dłu

ej ni

1 rok,

= 1,0 - gdy czas wznoszenia budowli jest dłu

szy ni

1 rok.

Rys. 11

Warstwy o grubo

ci wi

kszej ni

połowa szeroko

ci B fundamentu nale

y dzieli

dodatkowo na cz

ęś

ci o grubo

ci nie

przekraczaj

cej 0,5B.

Sumowanie osiada

poszczególnych warstw geotechnicznych w celu wyznaczenia osiadania fundamentu s nale

przeprowadza

do gł

boko

ci z

max

, na której jest spełniony warunek, zgodnie z rys. 12, wg wzoru

(22)

Rys. 12

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 22

li jednak gł

boko

ść

ta wypada w obr

bie warstwy geotechnicznej o module

liwo

ci pierwotnej M

co najmniej

dwukrotnie mniejszym ni

w bezpo

rednio gł

biej zalegaj

cej warstwie geotechnicznej, to z

max

nale

y zwi

kszy

gu tej warstwy.

4. BADANIA GRUNTÓW

4.1. Zakres niezb

dnych bada

gruntów nale

y ustala

w zale

ci od:

a) wyników prac rozpoznawczych,

b) przewidywanej potrzeby sprawdzenia II stanu granicznego zgodnie z 3.4.1,

c) przewidywanej metody ustalania parametrów geotechnicznych dla poszczególnych warstw geotechnicznych
schematu obliczeniowego podło

a wg 3.2.

li stosuje si

metod

C ustalania parametrów geotechnicznych wg 3.2 i nie sprawdza si

II stanu granicznego

zgodnie z 3.4.1, a wykonane wst

pne badania polowe w ramach prac rozpoznawczych daj

dostateczne dane do

projektowania, wtedy mo

na nie wykonywa

dodatkowych bada

gruntów.

Wiercenia badawcze nale

y stosowa

, gdy zachodzi konieczno

ść

ustalania parametrów geotechnicznych metod

A na

podstawie bada

próbek gruntów, przy czym liczb

tych wierce

na ograniczy

do liczby potrzebnej do pobrania

niezb

dnych próbek gruntów. We wszystkich innych przypadkach zaleca si

stosowa

sondowania.

Próbne obci

ąŜ

enia gruntu płyt

sztywn

lub

widrem talerzowym nale

y wykonywa

w przypadku potrzeby sprawdzania

II stanu granicznego, gdy zgodnie z 3.4.5 nale

y stosowa

metod

A ustalenia parametrów geotechnicznych, a nie

na zastosowa

edometrycznych bada

próbek gruntów.

4.2. Lokalizacja i gł

boko

ść

wierce

badawczych i sondowa

. Liczba wierce

lub sondowa

i ich usytuowanie w terenie

powinny umo

liwia

wydzielenie na ich podstawie warstw geotechnicznych z dokładno

odpowiadaj

wymaganiom obliczanie posadowienia. Zaleca si

stosowanie nast

puj

cych zasad:

a) dla obiektów liniowych (drogi, koleje, ruroci

gi itp), rozstaw wierce

lub sondowa

nie powinien przekracza

100 m,

b) dla budowli o zwartym obrysie w planie, wiercenia lub sondowania powinny tworzy

trójk

t obejmuj

cy ka

ęść

budowli oddzielon

dylatacjami,

c) nale

y zwi

kszy

liczb

wierce

lub sondowa

w celu u

lenia lokalizacji warstw gruntów

liwych, decyduj

cych

o wielko

ci odkształce

podło

d) w przypadku konieczno

ci obliczania przechylenia budowli nale

y wykona

co najmniej 5 sondowa

pokrywaj

cych

regularnie obszar budowli,

e) wiercenia i sondowania powinny si

do gł

boko

ci z

max

okre

lonej wg wzoru (22); je

li jednak na tej gł

boko

wyst

puj

grunty bardzo

liwe, to nale

y bada

te grunty a

do ich sp

gu, natomiast mo

na zmniejszy

gł

boko

ść

ęś

ci wierce

(sondowa

) gdy układ warstw gruntów jest regularny.

4.3. Interpretacja wyników sondowa

. Na podstawie sondowa

oznacza si

a) granice warstw geotechnicznych, przez parównanie wyników sondowa

z wynikami analogicznych sondowa

wykonanych w miejscu gdzie układ warstw jest znany, np. obok wierce

badawczych,

b) cechy gruntów niezb

dne do ustalania parametrów geotechnicznych metod

B lub C.

eli dla okre

lonych regionów lub gruntów nie istniej

sprawdzone do

wiadczalnie zale

ci korelacyjne do

interpretacji wyników sondowa

, to mo

na posługiwa

danymi zawartymi w tabl. 5.

Tablica 5. Zale

ci stanów gruntów od wyników sondowania sondami wbijanymi SL, SC i SPT

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 23

Stopie

zag

szczenia, I

0,33

0,66

0,85

Liczba uderze

a) sondy lekkiej (SL) na 10 cm wp

du - N

b) sondy ci

ęŜ

kiej (SC) na 20 cm wp

du - N

c) sondy cylindrycznej (SPT) na 30 cm wp

du - N

Stopie

plastyczno

ci I

0,00

0,25

0,50

Liczba uderze

sondy cylindrycznej (SPT) na 30 cm

du - N

W interpretacji sondowa

sondami wbijanymi nie nale

y uwzgl

dnia

nast

puj

cych wyników:

a) sondowania w zakresie gł

boko

ci do 1,0

1,5 m ppt,

b) sondowa

w zakresie gł

boko

1,0 m w stosunku do poziomu zwierciadła wody gruntowej w gruntach

niespoistych,

c) znacznie zwi

kszonej liczby uderze

N na krótkich odcinkach gł

boko

ci, w gruntach mog

cych zawiera

kamienie,

np. w utworach lodowcowych.

4.4. Interpretacja wyników próbnych obci

ąŜ

. Na podstawie wyników próbnych obci

ąŜ

gruntu płyt

sztywn

widrem talerzowym lub za pomoc

presjometru ustala si

warto

ść

modułu odkształcenia pierwotnego E

. Nale

y w

tym celu wyznaczy

przemieszczenia u

powierzchni gruntu (odpowiadaj

ce obci

ąŜ

eniom jednostkowym p

) w

odniesieniu do stanu odkształce

, jaki wyst

pił przy obci

ąŜ

eniu jednostkowym p

równym napr

ęŜ

eniu pierwotnemu

na tej gł

boko

ci (odkształcenia przy mniejszych obci

ąŜ

eniach pomija si

). Otrzyman

zale

ść

= f(p

)

aproksymuje si

na jej pocz

tkowym odcinku, metod

najmniejszych kwadratów, przy u

yciu linii prostej (rys. 13) o

równaniu

(23)

Rys. 13

Na podstawie obliczonej warto

ci k = tg

kPa

-1

) wyznacza si

moduły odkształcenia E

wg wzorów:

a) przy obci

ąŜ

eniu płyt

sztywn

(24)

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 24

b) przy obci

ąŜ

eniu

widrem talerzowym:

(25)

c) przy stosowaniu presjometru:

(26)

w których:

- moduł presjometryczny, kPa,

B -

rednica płyty sztywnej lub jej mniejszy bok, albo

rednica

widra talerzowego, m,

R - promie

otworu, w którym znajdowała si

sonda presjometru, poszerzonego ci

nieniem p

, m,

- współczynnik kształtu płyty sztywnej, wynosz

cy 0,79 dla płyty kołowej i 0,84 dla płyty kwadratowej,

- współczynnik Poissona wg tabl. 3,

- k

t pochylenia prostej (rys. 13).

KONIEC

Informacje dodatkowe

ZAŁ

CZNIK 1

SPRAWDZANIE I STANU GRANICZNEGO, METODY OBLICZANIA OPORU GRANICZNEGO PODŁO

A W

POWSZECHNIE SPOTYKANYCH PRZYPADKACH

1. Podło

e jednorodne. Dla przypadku fundamentu o podstawie prostok

tnej, obci

ąŜ

onego mimo

rodowo sił

pionow

oraz sił

poziom

działaj

równolegle do krótszego boku podstawy B (rys. 2 normy), posadowionego na

podło

u jednorodnym do gł

boko

ci równej 2B poni

ej poziomu podstawy, je

eli nie zachodzi przypadek c) lub d) p.

3.3.6 normy, warunek (4) normy przyjmuje posta

(Z1-1)

gdzie:

- obliczeniowa warto

ść

pionowej składowej obci

ąŜ

enia, kN,

m - współczynnik korekcyjny, wg p. 3.3.7 normy,

fNB

- pionowa składowa obliczeniowego oporu granicznego podło

a gruntowego, kN, obliczona ze wzoru

(Z1-2)

w którym:

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 25

, e

- mimo

ród działania obci

ąŜ

enia, odpowiednio w kierunku równoległym do szeroko

ci B i długo

ci L podstawy, (B

≤

L), m,

min

- gł

boko

ść

posadowienia, mierzona od najni

szego poziomu terenu, np. od podłogi piwnicy lub kanału

instalacyjnego (rys. Z1-1), m,

, N

- współczynniki no

ci, wyznaczone w zale

ci od warto

(r)

(lub

(r)

), z nomogramu na rys.

Z1-1, lub z tabl. Z1-1, lub według wzorów

(Z1-3)

(Z1-4)

(Z1-5)

Rys. Z1-1

Tablica Z1-1. Warto

ci współczynników no

1,00

5,14

0,00

1,09

5,38

0,00

1,20

5,63

0,00

1,31

5,90

0,01

1,43

6,19

0,02

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 26

1,57

6,49

0,04

1,72

6,81

0,06

1,88

7,16

0,08

2,06

7,53

0,11

2,25

7,92

0,15

2,47

8,34

0,19

2,63

8,41

0,24

2,97

9,28

0,31

3,26

9,81

0,39

3,59

10,37

0,48

3,94

10,98

0,59

4,34

11,63

0,72

4,77

12,34

0,86

5,26

13,10

1,04

5,80

13,93

1,24

6,40

14,83

1,47

7,07

15,81

1,75

7,82

16,88

2,07

8,66

18,05

2,44

9,60

19,32

2,87

10,66 20,72

3,38

11,85 22,25

3,97

13,20 23,94

4,66

14,72 25,80

5,47

16,44 27,86

6,42

18,40 30,14

7,53

20,63 32,67

8,85

23,18 35,49 10,39

26,09 38,64 12,22

29,44 42,16 14,39

33,30 46,12 16,96

37,75 50,59 20,03

42,92 55,63 23,69

48,93 61,35 28,08

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 27

55,96 67,87 33,38

64,20 75,31 39,77

(r)

- obliczeniowa warto

ść

ta tarcia wewn

trznego gruntu zalegaj

cego bezpo

rednio poni

ej poziomu

posadowienia,

(r)

- obliczeniowa warto

ść

spójno

ci gruntu zalegaj

cego bezpo

rednio poni

ej poziomu posadowienia, kPa,

(r)

- obliczeniowa

rednia g

sto

ść

obj

ciowa gruntów (i ew. posadzki) powy

ej poziomu posadowienia, zgodnie z

rys. Z1-1, t

-3

(r)

- obliczeniowa

rednia g

sto

ść

obj

ciowa gruntów zalegaj

cych poni

ej poziomu posadowienia do gł

boko

równej B, zgodnie z rys. Z1-1, t

-3

g - przy

pieszenie ziemskie, m

-2

(mo

na przyjmowa

g = 10 m

-2

, i

- współczynniki wpływu nachylenia wypadkowej obci

ąŜ

enia, wyznaczane z nomogramów na rys. Z1-2, w

zale

ci od

i od

(r)

(lub

(r)

)

- k

t nachylenia wypadkowej obci

ąŜ

enia, °,

(Z1-6)

gdzie:

- siła pozioma działaj

ca równolegle do krótszego boku B podstawy fundamentu, kN, (rys. Z1-3).

Rys. Z1-2

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 28

Rys. Z1-3

W przypadku gdy fundament jest obci

ąŜ

ony równie

sił

poziom

, działaj

równolegle do dłu

szego boku

podstawy (rys. Z1-3), nale

y dodatkowo sprawdzi

, czy spełniony jest poza warunkiem (Z1-1), warunek

(Z1-7)

w którym:

(Z1-8)

gdzie:

, i

- współczynniki wpływu nachylenia obci

ąŜ

enia, wyznaczone w zale

ci od

(r)

(lub

(r)

) z

nomogramu na rys. Z1-2,

, zgodnie z rys Z1-3

- pozostałe oznaczenia, jak we wzorze (Z1-2)

Dla fundamentów o podstawie kołowej o promieniu R mo

na przyjmowa

: B = L = 1,77 R.

Dla fundamentów pasmowych (L > 5B) mo

na przyjmowa

2. Podło

e warstwowane. Gdy w podło

u wyst

puje słabsza warstwa geotechniczna na gł

boko

ci mniejszej ni

poni

ej poziomu posadowienia fundamentu, wtedy warunek (4) normy nale

y sprawdzi

równie

w podstawie

zast

pczego fundamentu cd. wg rys. Z1-4.

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 29

Rys. Z1-4

We wzorach: (Z1-1) i (Z1-2) nale

y uwzgl

dni

- obci

ąŜ

enie

- wielko

ci geometryczne

min

= D

min

+ h; jak na rys.Z1-4

- parametry geotechniczne

(r)

, c

(r)

- dla słabej warstwy

(r)

rednia g

sto

ść

obj

ciowa gruntu ponad podstaw

zast

pczego fundamentu,

gdzie:

(r)

rednia g

sto

ść

obj

ciowa gruntu mi

dzy podstawami fundamentów rzeczywistego i zast

pczego, t

-3

przy czym:

- dla gruntów spoistych

- dla gruntów niespoistych

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 30

i T

- wg rys. Z1-3.

h - zagł

bienie stropu słabszej warstwy, mierzone od poziomu posadowienia rzeczywistego fundamentu, m.

3. Ustalanie jednostkowego oporu obliczeniowego podło

a. Dla prostych przypadków posadowienia, gdy nie wyst

puj

warunki wymienione w p. 3.3.6 b), c), d) normy, oraz gdy mimo

ród obci

ąŜ

enia wynosi e

≤

0,035, dopuszcza si

sprawdzenie I stanu granicznego według wzorów:

(Z1-9)

w których:

rednie obliczeniowe obci

ąŜ

enie jednostkowe podło

a pod fundamentem, kPa,

r max

- maksymalne obliczeniowe obci

ąŜ

enie jednostkowe podło

a pod fundamentem, kPa,

- obliczeniowy opór jednostkowy jednowarstwowego podło

a pod fundamentem, kPa, obliczany według wzoru

(Z1-10)

w którym oznaczenie, jak we wzorze (Z1-2).

Przy obliczaniu q

i q

r max

uwzgl

dnia si

składow

pionow

obci

ąŜ

enia N

, z pomini

ciem składowej poziomej T

ZAŁ

CZNIK 2

WYZNACZANIE NAPR

Ęś

ENIA

W PODŁO

U GRUNTOWYM OD OBCI

Ąś

ENIA ZEWN

TRZNEGO

1. Zasady wyznaczania napr

ęŜ

. Zgodnie z p. 3.5 normy podło

e gruntowe traktuje si

jako półprzestrze

spr

ęŜ

yst

i do wyznaczania napr

ęŜ

enia

stosuje si

wzory oparte na teorii spr

ęŜ

ysto

ci.

Podstawowy wzór, wyprowadzony dla przypadku obci

ąŜ

enia podło

a sił

skupion

Q, prostopadł

do płaszczyzny

granicznej półprzestrzeni, słu

Ŝą

cy do wyznaczania napr

ęŜ

enia

w punkcie M (rys. Z2-1), ma posta

(Z2-1)

w którym:

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 31

Rys. Z2-1

Przy obliczaniu napr

ęŜ

enia

w innych przypadkach obci

ąŜ

enia podło

a stosuje si

zasad

superpozycji.

Napr

ęŜ

enie

w punkcie M podło

a, wywołane siłami Q

, Q

...,Q

, działaj

cymi w odległo

ci r

, r

...,r

od punktu M

(rys. Z2-2) oblicza si

według wzoru

(Z2-2)

w którym

(Z2-2a)

Rys. Z2-2

Warto

ci współczynnika K

na przyjmowa

z nomogramu na rys. Z2-10.

Napr

ęŜ

enie

w punkcie M podło

a, wywołane obci

ąŜ

eniem ci

głym równomiernie lub nierównomiernie rozło

onym

na obszarze A (rys. Z2-3), oblicza si

według ogólnego wzoru

(Z2-3)

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 32

Rys. Z2-3

w którym:

- przyj

ta dowolnie (np.

rednia) warto

ść

obci

ąŜ

enia jednostkowego q, działaj

cego na obszarze A,

- współczynnik rozkładu napr

ęŜ

enia w podło

u, zale

ny od kształtu obszaru obci

ąŜ

onego A, sposobu

nierównomierno

ci obci

ąŜ

enia ci

głego q(K) w tym obszarze oraz od poło

enia punktu M, obliczany ze wzoru

(Z2-4)

Napr

ęŜ

enie

w punkcie M, wywołane działaniem układu n obszarów obci

ąŜ

onych (pojedynczych fundamentów,

wydzielonych cz

ęś

ci fundamentów lub innych obci

ąŜ

głych) oblicza si

według wzoru

(Z2-5)

w którym oznaczenia jak we wzorze (Z2-3), przy czym dopuszcza si

zast

powanie obci

ąŜ

enia nierównomiernie

rozło

onego na obszarze A

równowa

nym obci

ąŜ

eniem równomiernie rozło

onym na tym obszarze.

eli obszar obci

ąŜ

ony znajduje si

w odległo

ci R

≥

2a od punktu M (rys. Z2-4), zgodnie z zasad

Saint-Venanta,

na obci

ąŜ

enie ci

głe działaj

ce na tym obszarze zast

wypadkowym obci

ąŜ

eniem skupionym Q.

Rys. Z2-4

Napr

ęŜ

enie

w punkcie M dla dowolnego układu obci

ąŜ

enia, przy uwzgl

dnieniu zasady superpozycji zasady

Saint-Venanta, oblicza si

według ogólnego wzoru

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 33

(Z2-6)

na przyjmowa

e wszystkie obci

ąŜ

enia działaj

w jednej płaszczy

nie, w poziomie posadowienia rozpatrywanego

fundamentu.

Inny ni

prostok

tny kształt obszaru obci

ąŜ

onego mo

na zast

powa

prostok

tem lub układem prostok

tów o

równowa

nym polu powierzchni, przy zachowaniu układu osi głównych i stosunku

redniej długo

ci do

redniej

szeroko

ci (rys. Z2-5).

Rys. Z2-5

2 Wyznaczanie napr

ęŜ

enia

w podstawowych przypadkach obci

ąŜ

enia podło

a. Napr

ęŜ

enie

od obci

ąŜ

enia q

równomiernie rozło

onego na obszarze prostok

tnym o wymiarach L×B (L-dłu

szy bok prostok

ta), oblicza si

wzorów:

- w punkcie M poło

onym pod naro

em prostok

ta (rys. Z2-6)

(Z2-7)

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 34

(Z2-9)

Wzór (Z2-9) mo

na wykorzysta

jako wzór przybli

ony do obliczania napr

ęŜ

enia pod doskonale sztywnym

fundamentem prostok

tnym, przy czym

Warto

ci współczynnika

na przyjmowa

z nomogramów na rys. Z2-13.

Napr

ęŜ

enie

pod

rodkiem obszaru kołowego o promieniu R oblicza si

według wzorów:

- obci

ąŜ

enie równomiernie rozło

one q

(Z2-10)

- obci

ąŜ

enie sztywnym fundamentem kołowym

(Z2-11)

gdzie

Warto

ci współczynników

na przyjmowa

z nomogramu na rys. Z2-14.

3. Wyznaczanie napr

ęŜ

enia

metod

punktów naro

nych. Metod

punktów naro

nych stosuje si

do wyznaczania

napr

ęŜ

enia

w punkcie M, spowodowanego działaniem obci

ąŜ

enia q równomiernie rozło

onego na obszarze

prostok

tnym ABCD, gdy punkt M jest poło

ony wewn

trz (rys. Z2-8a) lub na zewn

trz (rys. Z2-8b) tego obszaru.

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 36

Rys. Z2-8

Wykorzystuj

c wzór (Z2-7) i zasad

superpozycji, napr

ęŜ

enie

w punkcie M oblicza si

jako sum

napr

ęŜ

wywołanych działaniem obci

ąŜ

enia q na obszarach prostok

tnych maj

cych wspólne naro

e w punkcie M: HAEM,

EBFM, FCGM i GDHM dla przypadku według rys. Z2-8a) oraz EBFM i HDGM ze znakiem "+" oraz EAGM i HCFM ze
znakiem "-" dla przypadku według rys. Z2-8b).

Obliczenia te mo

na przeprowadzi

przy zastosowaniu ogólnego wzoru, pozwalaj

cego wyznaczy

w dowolnie

poło

onym punkcie M, spowodowane działaniem obci

ąŜ

enia równomiernie rozło

onego na obszarze prostok

tnym P

(rys. Z2-9)

(Z2-12)

w którym:

(Z2-13)

x, y - współrz

dne punktu M, w którym wyznacza si

, y

- współrz

dne naro

a N (lewe, dolne) prostok

ta P

, a

- długo

ść

boków obci

ąŜ

onego prostok

ta P

, przy czym

- współczynnik rozkładu napr

ęŜ

enia

obliczany według wzoru (Z2-7) dla ka

dego z czterech prostok

tów P

, (j = I, II, III, IV), maj

cych wspólne naro

e w

punkcie M (na rys. Z2-9, P

- DNFM, P

- ABFM, P

III

- DEGM oraz P

- ACGM). Długo

ci boków prostok

tów P

równe warto

ci czynników iloczynu w mianowniku ilorazu przy

(np. długo

ść

boków prostok

ta P

III

na rys. Z2-9

wynosi (x-x

-b

), (y-y

), przy czym za L we wzorze (Z2-7) nale

y podstawia

wymiar dłu

szego boku rozpatrywanego

prostok

ta P

PN-81/B-03020 Grunty budowlane Posadowienie bezpo

rednie budowli Obliczenia statyczne i projektowanie

Powielanie dokumentu zabronione. Wszelkie prawa zastrze

one.

INTEGRAM BUDOWNICTWO

Strona 37