PN-81/B-03020 Grunty budowlane - Posadowienie bezpośrednie budowli

Zmiany, Poprawki, Uwagi

UKD 624.131.5:624.15

POLSKA NORMA

Numer: PN-81/B-03020

Tytuł: Grunty budowlane - Posadowienie bezpo

rednie

budowli - Obliczenia statyczne i projektowanie

Grupa ICS: 93.020

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
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)

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 1

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.

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

e 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.

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 2

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 2B poni

ej poziomu posadowienia

wyst

puje wi

cej ni

jedna warstwa geotechniczna.

1.3.14. Pozostałe okre

lenia - wg PN-86/B-02480.

1.4. Podstawowe oznaczenia

1.4.1. Cechy gruntów
x

(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-86/B-02480).

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 3

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,

- 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,
Pr - piaski grube,
Ps - piaski

rednie,

Pd - piaski drobne,
P

- 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,

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 4

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:

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

0,02 mm oraz wszystkie grunty organiczne,

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 5

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.

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

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 6

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

y 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

ci budowli i na urz

dzenia podziemne, a tak

e wód technologicznych na grunty podło

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.

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 7

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-88/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:
x

- 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

przyjmowa

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

(kN) wg 1.3.6 powinna spełnia

warunek

(4)

w którym:
Q

- obliczeniowy opór graniczny podło

a gruntowego przeciwdziałaj

cy obci

ąŜ

eniu Q

, kN,

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 8

m - współczynnik korekcyjny wg 3.3.4.
W przypadku sprawdzenia I stanu granicznego fundamentów pasmowych (ław fundamentowych) posadowionych na
gruncie niespoistym, którego parametry geotechniczne ustala si

metod

B, do warunku (4) nale

y podstawi

warto

ść

obliczon

wg wzoru:

(4a)

w którym:
Q

(n)

- charakterystyczna warto

ść

oporu granicznego podło

a, patrz Zał

cznik 1 p. 4,

- współczynnik materiałowy

= 0,75.

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

ρρρρ

, wilgotno

ci naturalnej w

i g

sto

obj

ciowej

ρρρρ

dla gruntów niespoistych

Nazwa gruntów

Stan

wilgotno

-3

, %

Stan gruntu

-3

zag

szczony

rednio

zag

szczony

= 1,0 ÷ 0,68

= 0,67 ÷ 0,24 I

= 0,33 ÷ 0,0

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 9

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 i

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

ρρρρ

, wilgotno

ci naturalnej w

i g

sto

obj

ciowej

ρρρρ

dla gruntów spoistych

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 10

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
piasz-
czyste

2,66

2,15

2,10

2,05

2,00

pyły

2,67

2,10

2,05

2,00

1,95

rednio

spoiste

gliny
piasz-
czyste

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
piasz-
czyste
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 piasz-
czyste

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.
Stosuje si

obliczeniowe warto

ci parametrów geotechnicznych, wyznaczane zgodnie z 3.2.

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 11

Rys. 5

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-86/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-86/B-02480 zał

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

(r)

i c'

(r)

nale

y ustala

metod

A wg 3.2. Warto

ść

nienia porowego u na powierzchni po

lizgu w gruncie nale

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

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 s

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

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 13

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:

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

ci 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

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 14

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:
s

- osiadania poszczególnych fundamentów,

- pola podstaw poszczególnych fundamentów.

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 16

(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

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 18

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

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

u 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

σσσσ

i dodatkowe

wyznacza si

wg wzorów

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 19

(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

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),

- 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.

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 20

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:
s

'' - 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

, 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

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 21

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

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

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.

g dalszy normy

PN-81/B-03020

ASLAN - WYDAWNICTWA ELEKTRONICZNE

www.aslan.com.pl

Strona 22