3

1.

Opis warunków gruntowo-wodnych

Warunki gruntowo wodne zostały określone na podstawie badań próbek gruntów

pobranych z odwiertu geotechnicznego wierconego na głębokość 10m.

Na podstawie badań stwierdzono występowanie warstwy piasku pylastego

Pπ w

stanie wilgotnym, zagęszczenie gruntu I

D

=0,53 o miąższości 3,0m. W warstwie tej

występowało swobodne zwierciadło wody gruntowej na głębokości 2,7m. Następnie na

głębokości 3,0m występowały pyły π w stanie mokrym, zagęszczenie gruntu I

L

=0,41. Trzecią

warstwą jest warstwa glin piaszczystych Gp o zagęszczeniu gruntu I

L

=0,21.

2.

Obciążenia i określenie wymiarów fundamentu

2.1

Obciążenia zewnętrzne przekazywane na stopę fundamentową:

Siła skupiona pionowa

N=1040kN

Siła skupiona pozioma

T=98kN

Moment skupiony

M=190kNm

2.2

Wymiary stopy fundamentowej:

Posadowienie fundamentu:

D=1,5m

Wysokość stopy fundamentowej

h=0,5m

Szerokość stopy fundamentowej

L=2,0m

Długość stopy fundamentowej

B=2,0m

2.3

Wymiary słupa fundamentowego

Wysokość słupa fundamentowego

h=1,0m

Szerokość słupa fundamentowego

L=0,6m

Długość słupa fundamentowego

B=0,6m

3.

Sprawdzenie I stanu granicznego

Q

r

≤m∙Q

fNB

3.1

Obliczanie ciężaru stopy i słupa fundamentowego oraz gruntu

Ciężar objętościowy betonu:

3

24

m

kN

=

γ

Ciężar objętościowy gruntu Pπ wilgotnego:

3

0

,

16

m

kN

=

γ

Ciężar objętościowy gruntu Pπ mokrego:

3

0

,

24

m

kN

=

γ

3.2

Obciążenie stopą fundamentową

kN

Q

r
f

60

,

57

20

,

1

)

5

,

0

0

,

2

0

,

2

(

24

=

⋅

⋅

⋅

⋅

=

4

3.3

Obciążenie słupem fundamentowym:

kN

Q

r

s

37

,

10

20

,

1

)

0

,

1

6

,

0

6

,

0

(

24

=

⋅

⋅

⋅

⋅

=

3.4

Obciążenie gruntem

kN

Q

r

gr

80

,

76

20

,

1

)

0

,

1

0

,

2

0

,

2

(

0

,

16

=

⋅

⋅

⋅

⋅

=

3.5

Wielkość obliczeniowa pionowych obciążeń

r

gr

r

s

r
f

r

r

Q

Q

Q

N

Q

+

+

+

=

kN

Q

r

77

,

1184

80

,

76

37

,

10

60

,

57

1040

=

+

+

+

=

3.6

Obliczanie wielkości mimośrodu

r

B

r

M

e

N

=

⋅

kN

Q

N

r

r

77

,

1184

=

=

kNm

D

T

M

M

r

00

,

337

5

,

1

98

190

=

⋅

+

=

⋅

+

=

m

Q

D

T

M

e

r

B

284

,

0

77

,

1184

00

,

337

=

=

⋅

+

=

3.7

Sprawdzenie czy mimośród działa w rdzeniu przekroju

m

B

e

B

33

,

0

6

0

,

2

6

=

=

=

33

,

0

284

,

0

<

Warunek został spełniony

3.8

Wyznaczanie współczynnika wpływu nachylenia wypadkowej obciążenia

08

,

0

77

,

1187

98

=

=

=

=

r

r

RB

B

Q

T

N

T

tg

δ

3.9

Kąt tarcia wewnętrznego dla Pπ

59

,

0

7

,

30

=

Φ

⇒

=

Φ

r
u

r
u

tg

14

,

0

59

,

0

08

,

0

=

=

Φ

r
u

B

tg

tg

δ

3.10

Wartości współczynników i

B

, i

C

, i

D

z nomogramu Z1-2

i

C

=0,88

i

D

=0,89

i

B

=0,70

5

3.11

Wymiary stopy zredukowane o wpływ działania mimośrodu:

m

e

B

B

B

72

,

1

14

,

0

2

0

,

2

2

=

⋅

−

=

⋅

−

=

m

e

L

L

L

0

,

2

0

2

6

,

1

2

=

⋅

−

=

⋅

−

=

3.12

Parametry gruntu Pπ na którym posadowiona jest stopa fundamentowa:

91

,

31

=

c

N

96

,

19

=

D

N

45

,

8

=

B

N

3.13

Obliczenie oporu granicznego podłoża gruntowego

fNB

Q

40

,

14

=

r

D

γ

00

,

24

5

,

0

5

,

1

0

,

24

5

,

0

0

,

24

5

,

1

=

+

⋅

+

⋅

=

r

B

γ









































⋅

⋅

⋅

⋅















⋅

−

⋅

⋅

⋅















⋅

+

⋅

⋅

⋅

⋅















⋅

+

⋅

⋅

=

B

i

N

L

B

c

i

N

L

B

D

i

N

L

B

L

B

Q

B

B

B

r

U

C

C

r

D

D

D

fNB

γ

γ

25

,

0

1

3

,

0

1

5

,

1

1

min





































⋅

⋅

⋅

⋅













⋅

−

⋅

⋅

⋅













⋅

+

⋅

⋅

⋅

⋅













⋅

+

⋅

⋅

=

72

,

1

00

,

24

7

,

0

45

,

8

0

,

2

75

,

1

25

,

0

1

0

88

,

0

91

,

31

0

,

2

75

,

1

3

,

0

1

0

,

1

40

,

14

89

,

0

96

,

19

0

,

2

75

,

1

5

,

1

1

0

,

2

72

,

1

fNB

Q

kN

Q

fNB

52

,

2673

=

3.14

Sprawdzenie I stanu granicznego

fNB

r

Q

m

Q

⋅

≤

m

– współczynnik redukcyjny

2

1

m

m

m

⋅

=

9

,

0

1

=

m

ze względu na stosowanie teorii granicznych stanów naprężeń

9

,

0

2

=

m

ze względu na stosowanie badań metodą B przyjmując parametry

wiodące

D

I

lub

:

L

I

r

Q

- obliczeniowa wartość obciążenia przekazywanego przez fundament na

podłoże gruntowe

fNB

Q

- obliczeniowy opór graniczny podłoża gruntowego przeciwdziałający

obciążeniu

r

Q

6

52

,

2673

88

,

0

77

,

1184

⋅

<

70

,

2352

77

,

1494

<

warunek jest spełniony

Stan graniczny nośności podłoża jest spełniony. Mamy do czynienia z podłożem warstwowanym. Na

głębokości ≤2B = 1,5m poniżej poziomu posadowienia fundamentu występuje słabsza warstwa

geotechniczna π „C”.

Należy sprawdzić I warunek I stanu granicznego

fNB

r

Q

m

Q

⋅

≤

na podstawie fundamentu

zastępczego.

4.

Konstruowanie fundamentu zastępczego na warstwie π „C”:

4.1

Dla gruntów niespoistych h

1

h

1

– zagłębienie stropu słabszej warstwy mierzona od poziomu posadowienia

rzeczywistego fundamentu

4.2

Przyjęto wymiary zastępczej stopy fundamentowej:

Posadowienie fundamentu:

D’=3,0m

Wysokość stopy fundamentowej

h

1

=1,5m

Zgodnie z Normą dla gruntów niespoistych gdy h≤B to b=

1

/

3

h

h=1,5m

b=0,5m

Szerokość stopy fundamentowej

L’=2,5m

Długość stopy fundamentowej

B’=2,5m

8

4.3

Obciążenie dodatkową bryłą gruntu:

(

)

(

)

[

]

(

)

(

)

[

]

kN

h

B

B

I

Q

P

r

gr

64

,

116

2

,

1

2

,

1

2

/

5

,

2

0

,

2

00

,

16

2

,

1

2

/

`

2

1

2

=

⋅

⋅

+

=

⋅

⋅

+

⋅

=

Π

γ

(

)

(

)

[

]

(

)

(

)

[

]

kN

h

B

B

II

Q

P

r

gr

74

,

43

2

,

1

3

,

0

2

/

5

,

2

0

,

2

00

,

24

2

,

1

2

/

`

2

1

2

=

⋅

⋅

+

=

⋅

⋅

+

⋅

=

Π

γ

kN

II

Q

I

Q

r

gr

r

gr

38

,

160

=

+

4.4

Wielkość obliczeniowa pionowych obciążeń:

r

gr

r

r

Q

N

Q

+

=

`

kN

Q

r

38

,

1200

38

,

160

1040

`

=

+

=

4.5

Obliczenie wielkości mimośrodu

`

`

`

r

B

r

M

e

N

=

⋅

kN

Q

N

r

r

38

,

1200

`

`

=

=

kNm

D

T

M

M

r

00

,

484

0

,

3

98

190

`

`

=

⋅

+

=

⋅

+

=

m

Q

D

T

M

e

r

B

40

,

0

38

,

1200

00

,

484

`

`

`

=

=

⋅

+

=

4.6

Sprawdzenie czy mimośród działa w rdzeniu przekroju:

m

B

e

B

42

,

0

6

5

,

2

6

`

`

=

=

=

42

,

0

40

,

0

<

warunek spełniony

4.7

Wyznaczenie współczynnika wpływu nachylenia wypadkowej obciążenia:

08

,

0

38

,

1200

98

`

`

=

=

=

=

r

r

RB

B

Q

T

N

T

tg

δ

4.8

Kąt tarcia zewnętrznego dla π:

58

,

0

11

,

30

=

Φ

⇒

=

Φ

r
u

r
u

tg

14

,

0

58

,

0

08

,

0

=

=

Φ

r
u

B

tg

tg

δ

4.9

Wartości współczynników i

B

, i

C

, i

D

z nomogramu Z1-2

i

C

=0,86

i

D

=0,85

i

B

=0,67

4.10

Wymiary stopy zredukowane o wpływ działania mimośrodu:

m

e

B

B

B

69

,

1

40

,

0

2

5

,

2

2

`

`

`

=

⋅

−

=

⋅

−

=

m

e

L

L

L

5

,

2

0

2

50

,

2

2

`

`

`

=

⋅

−

=

⋅

−

=

9

4.11

Parametry gruntu π „C” na którym posadowiona jest stopa fundamentowa:

42

,

30

=

c

N

65

,

18

=

D

N

68

,

7

=

B

N

4.12

Obliczenie oporu granicznego podłoża gruntowego

fNB

Q

40

,

14

=

r

D

γ

60

,

21

=

r

B

γ









































⋅

⋅

⋅

⋅















⋅

−

⋅

⋅

⋅















⋅

+

⋅

⋅

⋅

⋅















⋅

+

⋅

⋅

=

`

`

`

25

,

0

1

`

`

3

,

0

1

`

`

`

5

,

1

1

`

`

`

min

B

i

N

L

B

c

i

N

L

B

D

i

N

L

B

L

B

Q

B

B

B

r

U

C

C

r

D

D

D

fNB

γ

γ





































⋅

⋅

⋅

⋅













⋅

−

⋅

⋅

⋅













⋅

+

⋅

⋅

⋅

⋅













⋅

+

⋅

⋅

=

69

,

1

40

,

14

67

,

0

68

,

7

5

,

2

69

,

1

25

,

0

1

0

58

,

0

65

,

18

5

,

2

69

,

1

3

,

0

1

0

,

3

60

,

21

85

,

0

65

,

18

5

,

2

69

,

1

5

,

1

1

5

,

2

69

,

1

`

fNB

Q

kN

Q

fNB

22

,

9210

`

=

4.13

Sprawdzenie I stanu granicznego dla fundamentu zastępczego:

`

`

fNB

r

Q

m

Q

⋅

≤

m

– współczynnik redukcyjny

2

1

m

m

m

⋅

=

9

,

0

1

=

m

ze względu na stosowanie teorii granicznych stanów naprężeń

9

,

0

2

=

m

ze względu na stosowanie badań metodą B przyjmując parametry

wiodące

D

I

lub

:

L

I

`

r

Q

- obliczeniowa wartość obciążenia przekazywanego przez fundament na podłoże

gruntowe

`

fNB

Q

- obliczeniowy opór graniczny podłoża gruntowego przeciwdziałający

obciążeniu

r

Q

22

,

9210

81

,

0

38

,

1200

⋅

<

28

,

7460

38

,

1200

<

warunek jest spełniony

Stan graniczny nośności podłoża jest spełniony.

10

5.

Sprawdzenie II stanu granicznego

5.1

Dane:

L.p.

Warstwa

gruntu

δ

γ

o

M

β

M

1.

P

Π wilg.

1,600

2

cm

g

16,00kPa

65000

0,9

72222

P

Π mokry

2,400

2

cm

g

24,00kPa

65000

0,9

72222

2.

Π

2,400

2

cm

g

24,00kPa

52000

0,75

30833

3.

Gp

1,700

2

cm

g

17,00kPa

36000

0,75

48000

5.2

Obliczenie osiadań

5.2.1

Naprężenia wtórne w poziomie posadowienia:

kPa

D

D

os

00

,

16

0

,

1

00

,

16

=

⋅

=

⋅

=

γ

σ

5.2.2

Naprężenia od obciążenia zewnętrznego podłoża:

kPa

L

B

Q

n

oq

19

,

296

0

,

2

0

,

2

77

,

1184

=

⋅

=

⋅

=

σ

5.2.3

Naprężenia dodatkowe w poziomie posadowienia:

kPa

os

oq

od

19

,

280

00

,

16

19

,

296

=

−

=

−

=

σ

σ

σ

5.2.4

Osiadanie:

s=s’+s’’=0,468cm

s

dop

=5cm

0,468≤5cm

Warunek został spełniony

5.2.5

Sprawdzenie warunku granicznego

00234

,

0

2000

468

,

0

=

=

∆

=

L

s

s

sr

003

,

0

=

∆

dop

L

s

003

,

0

00234

,

0

=

∆

≤

=

dop

L

s

s

Warunek II stanu granicznego został spełniony.

6.

Opis technologii robót ziemnych.

6.1

Sposób wykonania wykopu:

Wykop zostanie wykonany do poziomu posadowienia stopy fundamentowej.

Wykopy pod fundamenty w gruncie kategorii III (w całości przewidziany do

wywozu poza plac budowy) odspojonym i załadowanym za pomocą koparki

gąsienicowej podsiębiernej.

6.2

Odwodnienie wykopu:

Poziom wody gruntowej zostanie obniżony za pomocą igłofiltrów wpłukiwanych

w grunt. Woda gruntowa zostanie odprowadzona do pobliskiego rowu.