Ograniczenia występujące w programie „STOPA”

Obliczany fundament posadowiony został na gruncie, w którym wyróżniono 5 warstw geotechnicznych. Warstwa Pg leżąca powyżej poziomu posadowienia obciąża tylko ławę fundamentową, tak więc jedynym istotnym parametrem tej warstwy jest jej gęstość. Jako , że fundament musi być posadowiony w pierwszej wprowadzonej warstwie przyjęto, że warstwą zalegającą od poziomu terenu do głębokości 3,80 p.p.t. jest Gp. Obecność piasku gliniastego uwzględniono poprzez przyjęcie gęstości warstwy pierwsze jako średniej ważonej obu warstw tj. Pg i Gp. Ostatnia warstwa Gπz nie została uwzględniona w obliczeniach gdyż do programu można wprowadzać tylko trzy warstwy geotechniczne.

Komentarz do wyników dla zaprojektowanego wymiaru ławy fundamentowej

Wyniki uzyskane w programie STOPA są zbliżone do wyników uzyskanych „ręcznie”.

Dla zaprojektowanego wymiaru ławy fundamentowej B = 2,0 m uzyskano następujące wartości oporów granicznych :

• w poziomie posadowienia mg * Q = 0,75 MN

• na styku 1 i 2 warstwy mg * Q_Z = 3,38 MN

Opory uzyskane w obliczeniach ręcznych wynoszą:

• w poziomie posadowienia - 0,74 MN

gdyż: 372,15 kPa * 1,0 m * 2,0 m = 744,30 kN = 0,74 MN

• na styku 1 i 2 warstwy - 3,39 MN

gdyż: 1222,44 kPa* 1,0 m * 2,77 m = 3386,16 kN = 3,39 MN

Otrzymana nieznaczna różnica wyników jest spowodowana przyjęciem uproszczeń opisanych wcześniej tj. przyjęciem warstwy pierwszej jako „połączonej”.

Osiadanie fundamentu obliczone w programie wynoszą:

• do czasu zakończenia budowy - 1,15 cm

• całkowite osiadanie - 2,11 cm

Osiadanie fundamentu obliczone ręcznie wynoszą:

• do czasu zakończenia budowy - 1,26 cm

• całkowite osiadanie - 2,32 cm

Różnice między osiadaniem można wyjaśnić różnicą naprężenia pierwotnego w poziomie posadowienia, wartość naprężenia została zawyżona dzięki większej wartości gęstości gruntu powyżej poziomu posadowienia. Fakt ten wpłynął bezpośrednio na wzrost naprężeń wtórnych, gdyż σ_zs = η_s * σ_{o,o ;ρ}

Różnica mogła być spowodowana również przyjęciem jako ostatniej warstwy - warstwy G o stosunkowo niskim module ściśliwości pierwotnej i wtórnej. W obliczeniach ręcznych glina zalegała do głębokości 7,80 m, a ostatnią warstwą była Gπz o module ściśliwości większym niż moduł ściśliwości G.

Komentarz do wyników optymalizacji

Wynik obliczeń optymalizacji wymiaru ławy fundamentowej wyniósł B = 1,94 m. W obliczeniach ręcznych zaprojektowano ławę o wymiarze B = 2,00 m. Wyniki optymalizacji dowodzą więc, że zmniejszenie wymiaru ławy o 10 cm spowoduje przekroczenie możliwości podłoża gruntowego. W obliczeniach ręcznych warunek ten został wykazany.

Komentarz do analizy wymiarowej

• Zmienna niezależna - miąższość warstwy pierwszej połączonej ( Pg + Gp )

Należy zauważyć, że wymiar B nie jest zależny od miąższości warstwy pierwszej. O wymiarze fundamentu decyduje nośność podłoża w poziomie posadowienia, a ta nie zmienia się ze wzrostem miąższości warstwy pierwszej.

Obserwujemy również wzrost wartości oporu granicznego podłoża na styku 1 i 2 warstwy. Związane to jest z „ oddalaniem się ” drugiej warstwy Pr od fundamentu - czyli rośnie wartość B' a z nią także odpór graniczny podłoża na styku 1 i 2 warstwy.

Rosną również całkowite osiadania, ponieważ wzrasta udział w osiadaniu warstwy pierwszej o najniższym module ściśliwości pierwotnej.

Załączony wykres przedstawia zależność oporu granicznego podłoża na poziomie styku 1 i 2 warstwy od miąższości warstwy pierwszej.

• Zmienna niezależna - obliczeniowy kąt tarcia wewnętrznego warstwy pierwszej - Gp

Obserwujemy, że wraz ze wzrostem wartości kąta tarcia możliwe staje się prawidłowe zaprojektowanie ławy fundamentowej o mniejszym wymiarze. Jednocześnie wartości oporu granicznego podłoża nie zmieniają się. Dzieje się tak, gdyż maleją wymiary fundamentu ( zmniejszają wartości oporu ) oraz rosną współczynniki N_C, N_B, N_D, zależne od kąta tarcia wewnętrznego ( zwiększają wartość oporu granicznego ). Rosną wartości naprężeń średnich gdyż to samo obciążenie przekazywane jest na mniejszą powierzchnię. Obserwujemy również spadek wartości oporu granicznego na styku 1 i 2 warstwy. Spowodowane jest to spadkiem wartości B', która maleje wraz z wartością B.

Załączony wykres przedstawia zależność wymiaru fundamentu od kąta tarcia wewnętrznego warstwy pierwszej.

---