Autor: Bartosz Haładuda B4
FUNDAMENTY
GA

BOKIE
Wykonał:
Bartosz Haładuda B4
Rok akademicki 2008/09
Autor: Bartosz Haładuda B4
Podstawę wykonania projektu stanową:
- projekt wydany przez Instytut Inżynierii Lądowej, Zakład Geotechniki i Geologii Inżynierskiej
Politechniki Poznańskiej;
- Polska Norma o numerze PN-83/B-024832.
W ćwiczeniu należy zaprojektować fundamenty posadowione głęboko.
1. Zestawienie parametrów geotechnicznych podłoża.
Wartości charakterystyczne:
rodzaj gr. stan wilg.
z h ID v IL �(n) ( ) )
v 2 (
[m] [m] [-] [-] [-] [t/m3] [kN/m3]
0,0 Pg
I)
6,4 0,80 - 2,07 20,7
klasyf.: C
6,4
6,4 Pg
1,8 0,70 - 2,08 20,8
II)
klasyf.: B
8,2
8,2
III) e"1,8 Ż 0,90 w 1,97 19,7
e"10,0
Autor: Bartosz Haładuda B4
Wartości obliczeniowe:
rodzaj
( ) )
h ID v IL Sr �(r)
v 2 (
gr.
[m] [-] [-] [-] [t/m3] [kN/m3]
mnożnik 0,9 0,9
6,4
Pg
0,8 - 1,86 18,63
I)
klasyf.: C
Pg
II)
1,8 0,7 - 1,87 18,72
klasyf.: B
III)
e"1,8 Ż 0,9 w 1,77 17,73
2. Opis warunków gruntowo-wodnych.
- pierwsza warstwa to piasek gliniasty o stopniu plastyczności IL równym 0,8 klasy geotechnicznej  C
(stan gruntu: miękkoplastyczny); miąższość warstwy: 6,4m;
- druga warstwa to piasek gliniasty o stopniu plastyczności IL równym 0,7 klasy geotechnicznej  B
(stan gruntu: miękkoplastyczny); strop warstwy: 6,4m; miąższość warstwy: 1,8m;
- trzecia warstwa to żwir o stopniu zagęszczenia ID równym 0,9 (stan gruntu: zagęszczony); stan
wilgotnościowy  wilgotny; strop warstwy: 8,2m; miąższość warstwy: powyżej 1,8m.
Występowania wody gruntowej nie stwierdzono.
3. Wybór technologii z uzasadnieniem.
Zastosowano technologię pali wbijanych typu Franki. Metoda ta jest bardzo korzystna jeśli chodzi o
czas tworzenia każdego pala, jest nieskomplikowana, pale posiadają bardzo dużą nośność i niewielkie
osiadanie (powierzchnia pali jest chropowata), łatwe dostosowanie długości pala, w zależności od
wymaganej głębokości posadowienia.
Autor: Bartosz Haładuda B4
I STAN GRANICZNY
4. Obliczenie udz
wigu i strefy aktywnej pojedynczego pala.
Nośność pala wciskanego oblicza się ze wzoru:
= +
gdzie - nośność od parcia gruntu, obliczana ze wzoru:
( )
= " "
gdzie - współczynnik technologiczny, zależny od typu pala i sposobu jego wprowadzenia
w grunt, a także od stopnia zagęszczenia/plastyczności gruntu, w którym znajduje się
dolny koniec pala; odczytywany z Tablicy 4. normy;
( )
- obliczeniowa wartość wytrzymałości gruntu pod podstawą pala, wyznaczona
zgodnie z Tablicą 1. normy;
- pole podstawy pala (uwzględniając poszerzenie od rury spustowej  dla pali
Franki).
- nośność od tarcia pala o grunt, na pobocznicy, obliczana ze wzoru:
( )
= " "
gdzie - współczynnik technologiczny, zależny od typu pala i sposobu jego wprowadzenia
w grunt, a także od stopnia zagęszczenia/plastyczności gruntów, przez warstwy
których przechodzi pal; odczytywany z Tablicy 4. normy;
( )
- obliczeniowa wartość wytrzymałości gruntu wzdłuż pobocznicy pala, w obrębie
warstwy i-tej, wyznaczona zgodnie z Tablicą 2. normy;
- pole powierzchni bocznej pala w warstwie i-tej.
Rysunek poglądowy  strona 1.
4.1. Podstawowe parametry pala.
Przyjęta długość pala:
=
Przyjęta średnica pala:
= ,
Materiał tworzący pal:
+
( )
= 24,0
( ) ( )
= "
= 1,1
( )
= 1,1 " 24,0
( )
= ,
Autor: Bartosz Haładuda B4
Pole podstawy:
= "
2
40
= "
2
= , E" ,
Obwód podstawy:
= 2 "
2
40
= 2 "
2
= , E" ,
Objętość pala:
= "
= 0,126 " 10
= ,
4.2. Opór graniczny podstawy pala.
Wartość wytrzymałości gruntu pod podstawą pala: dla głębokości krytycznej ! = 10 , wg Tablicy 1.
z normy, biorąc pod uwagę wiersz dla żwiru i interpolując wartości odpowiadające stanom
zagęszczenia, by otrzymać .
( , )
( )
= ,
( , )
Autor: Bartosz Haładuda B4
Wartość obliczeniowa:
( ) ( )
= "
= 0,9
( )
= 6946,97 " 0,9
( )
= ,
Zatem:
( )
= " "
= 1,3 (dla gruntu niespoistego o ID=0,9 (>0,67) i pala wciskanego typu Franki);
T" 1,75 " jako poszerzenie pala Franki, którego podstawa formowana jest w gruncie
niespoistym.
= 1,3 " 6252,27 " 1,75 " 0,126
= ,
4.3. Opór pobocznicy pala.
Wartość wytrzymałości gruntu na pobocznicy pala: do głębokości ! = 5 wartość jest zmienna
(rośnie liniowo), a potem głębiej jest stała. Posługiwać się należy Tablicą 2. z normy, gdy trzeba,
interpolując wartości odpowiadające stanom zagęszczenia/plastyczności.
a) I-warstwa:
- dla ! = 5 opór na pobocznicy wynosi:
= 10,6
- dla wartości t1, znajdującej się w połowie tej warstwy (z = 3,2m <5m):
= "
!
10,6
= " 3,2
5
= ,
Wartość obliczeniowa:
( )
= "
= 0,9
( )
= 6,784 " 0,9
( )
= ,
Pole powierzchni bocznej pala:
= " !
= 1,256 " 6,4
= ,
Współczynnik technologiczny:
= ,
! IL wynosi 0,8, a w Tablicy 4. z normy podano dla IL maksymalnie 0,75  przyjęto więc jak dla
IL=0,75 !
Autor: Bartosz Haładuda B4
Zatem:
= " ( ) "
= 1,0 " 6,11 " 8,04
" = ,
b) II-warstwa:
- dla ! = 5 opór na pobocznicy wynosi:
= 17,4
- dla wartości t2, znajdującej się w połowie tej warstwy (z = 7,3m >5m):
=
= ,
Wartość obliczeniowa:
( )
= "
= 0,9
( )
= 17,4 " 0,9
( )
= ,
Pole powierzchni bocznej pala:
= " !
= 1,256 " 1,8
= ,
Współczynnik technologiczny:
= ,
Zatem:
( )
= " "
= 1,0 " 15,66 " 2,26
" = ,
c) III-warstwa:
- dla ! = 5 opór na pobocznicy wynosi:
= 148,33
- dla wartości t3, znajdującej się w połowie tej warstwy (z = 9,9m >5m):
=
= ,
Wartość obliczeniowa:
Autor: Bartosz Haładuda B4
( )
= "
= 0,9
( )
= 148,33 " 0,9
( )
= ,
Pole powierzchni bocznej pala:
= " !
= 1,256 " 1,8
= ,
Współczynnik technologiczny:
= ,
Zatem:
( )
= " "
= 1,1 " 133,50 " 2,26
" = ,
Całkowity opór na pobocznicę:
= + +
= 49,12 + 35,39 + 331,88
= ,
Całkowita nośność jednego pala:
= +
= 1792,21 = 416,39
= 1792,21 + 416,39
= ,
4.4. Strefa aktywna pala.
Pal wciskany: strefą aktywną pala nazywamy strefy naprężeń powstałych dokoła każdego pala 
wyznaczone są przez powierzchnię kołowego stożka ściętego w każdej warstwie z osobna
(jednorodnej geotechnicznie). Podstawa leży w poziomie dolnym warstwy gruntu.
= + ! "
2
gdzie - kąt, odczytany z Tablicy 7. z normy, zależny od stanu gruntu i spoistości. Jest to kąt
między osią pala a tworzącą stożka strefy naprężeń.
= + ! " + ! " + ! "
2
0,4
= + 6,4 " 1� + 1,8 " 1� + 1,8 " 7�
2
= ,
Autor: Bartosz Haładuda B4
5. Określenie potrzebnej ilości pali i sposobu ich rozmieszczenia.
5.1. Potrzebna ilość pali.
Pale powinny unieść swój ciężar oraz zadane obciążenie N, które dalej będzie przedstawiane jako
1,1 " :
( )
d" " " - "
gdzie m  współczynnik korekcyjny;
n  ilość pali.
1,1 "
d"
( )
" - "
1,1 " 10300
d"
0,9 " 2208,6 - 1,26 " 26,4
, d"
ę ść : =
Autor: Bartosz Haładuda B4
5.2. Projekt oczepu i rozmieszczenie pali.
5.2.1. Wymiarowanie oczepu.
Wymiar h:
! " 0,7; 1,4 [ ]
! > 0,5
= 0,56
! > 0,5! > 0,5 " 0,56
> 0,28
ę: =
Wymiar s:
> 0,5 + 0,15; 0,3 [ ]
= 0,4
> 0,5 " 0,4 + 0,3
> 0,5
ę: =
Wymiar r:
= 8
= 8 " 0,4
= ,
= 4; 5 "
= 4; 5 " 0,4
= , ; [ ]
ę: = ,
Autor: Bartosz Haładuda B4
5.2.2. Rozmieszczenie pali.
Na podstawie projektu oczepu pali w liczbie n=6 rozmieszczono następująco:
5.3. Sprawdzenie rozstawu.
"
=
6
4,5 " 7
=
6
= ,
1,1 " 1,1 "
= +
"
1,1 " 10300 1,1 " 520
= +
4,5 " 7 36,75
= ,
Autor: Bartosz Haładuda B4
1,1 " 1,1 "
= -
"
10300 1,1 " 520
= -
4,5 " 7 36,75
= ,
Rozstaw równomierny, gdy:
d" 1,2
375,25
= 1,09 d" 1,2
344,12
Z powyższego wynika, że dobrze przyjęto rozstaw.
Autor: Bartosz Haładuda B4
II STAN GRANICZNY
6. Naprężenia pierwotne i dodatkowe.
6.1. Naprężenia pierwotne.
= + " " !
,
gdzie - naprężenia od wyżej leżącego gruntu (nie wliczając nowo obliczanego paska o miąższości
h);
 gęstość objętościowa paska gruntu.
g=10m/s2
z �0 h � v � �z,ł
[m] [kPa] [m] [g/m3] [kPa]
0 0 0 0 0
6,4 0 6,4 2,07 132,48
8,2 132,48 1,8 2,08 169,92
10 169,92 1,8 1,97 205,38
Wykres naprężeń pierwotnych przedstawiono na Rysunku 1.
6.2. Naprężenia od obciążenia zewnętrznego i naprężenia dodatkowe.
( )
+ " + "
=
2 " 2
gdzie B , L  wymiary fundamentu zastępczego (bez zwieńczenia oczepu (wymiary są takie, by
krawędzie fundamentu zastępczego, patrząc z góry, były stycznymi do okręgów zasięgów
stref naprężeń wokół pala, na głębokości końców pali);
- ciężar oczepu (zbrojenie i wykonanie  materiały te same, jak dla pai);
- ciężar pala.
( ) ( )
+ " " ! " + " "
=
( - 2 + 2 " - 2 + 2 )
) (
( )
= 24,0
10300 + 4,5 " 7 " 1 " 24 + 6 " 1,26 " 24
=
( - 2 " 1 + 2 " 0,56 " 7 - 2 " 1 + 2 " 0,56
4,5 ) ( )
= ,
Naprężenia dodatkowe:
= "
Autor: Bartosz Haładuda B4
6.3. Tabela naprężeń występujących poniżej poziomu posadowienia.
Korzystamy z normy PN-81/B-03020, z Rysunku Z2-13.
Dany odczytujemy w oparciu o wykres:
( ) ( )
2 - 2 + 2 7 - 2 " 1 + 2 " 0,56
= = = ,
( ) ( )
2 - 2 + 2 4,5 - 2 " 1 + 2 " 0,56
2
ę: = ,
2
Poziom posadowienia to głębokość z=0.
,
z z/B' �s 30% "
,
n. dod.
n. pierw.
[m] [-] [-] [kPa] [kPa] [kPa]
0 0,00 1 205,38 507,23 61,61
0,3 0,08 0,88 211,29 446,36 63,39
0,6 0,17 0,84 217,20 426,07 65,16
0,9 0,25 0,76 223,11 385,49 66,93
1,2 0,33 0,72 229,02 365,21 68,71
1,5 0,41 0,63 234,93 319,55 70,48
1,8 0,50 0,58 240,84 294,19 72,25
2,1 0,58 0,53 246,75 268,83 74,03
2,4 0,66 0,48 252,66 243,47 75,80
2,7 0,75 0,43 258,57 218,11 77,57
3 0,83 0,4 264,48 202,89 79,34
3,3 0,91 0,37 270,39 187,68 81,12
3,6 0,99 0,33 276,30 167,39 82,89
3,9 1,08 0,3 282,21 152,17 84,66
4,2 1,16 0,29 288,12 147,10 86,44
4,5 1,24 0,27 294,03 136,95 88,21
4,8 1,33 0,25 299,94 126,81 89,98
5,1 1,41 0,22 305,85 111,59 91,76
5,4 1,49 0,2 311,76 101,45 93,53
5,7 1,57 0,19 317,67 96,37 95,30
Obliczanie osiadań wykonuje się do momentu, aż naprężenia dodatkowe będą mniej więcej równe
30% naprężeń pierwotnych  w tym przypadku ostatnią głębokością oznaczania będzie z=5,7m  jest
to tzw. dno bryły ściśliwej.
Wszystkie naprężenia zebrane na Rysunku 2.
Autor: Bartosz Haładuda B4
6.4. Obliczanie osiadań poszczególnych segmentów bryły ściśliwej.
Objętość pod poziomem posadowienia do dna bryły ściśliwej dzieli się na segmenty i dla środka
każdego z nich oblicza się osiadanie.
Dzielę bryłę na 10 segmentów, każdy o grubości h=57cm.
Bryła ściśliwa  Rysunek 3.
Edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej M0 odczytano z Rysunku 6. (dla Ż o ID=0,9).
Osiadania liczy się ze wzoru:
,
= " !
,
Lp Mo h z z/B' �s si
n. dod.
[-] [kPa] [m] [m] [-] [-] [kPa] [m]
1 244000 0,57 0,285 0,08 0,88 446,3624 0,001043
2 244000 0,57 0,855 0,24 0,77 390,5671 0,000912
3 244000 0,57 1,425 0,39 0,64 324,6272 0,000758
4 244000 0,57 1,995 0,55 0,55 278,9765 0,000652
5 244000 0,57 2,565 0,71 0,46 233,3258 0,000545
6 244000 0,57 3,135 0,87 0,38 192,7474 0,00045
7 244000 0,57 3,705 1,02 0,33 167,3859 0,000391
8 244000 0,57 4,275 1,18 0,27 136,9521 0,00032
9 244000 0,57 4,845 1,34 0,24 121,7352 0,000284
10 244000 0,57 5,415 1,50 0,2 101,446 0,000237
SUMA: 0,005593
Osiadania fundamentu palowego:
= , H" ,
Wg Tablicy 4. normy PN-81/B-02030 najmniejsze dopuszczalne przemieszczenie wynosi 5cm (dla hali
przemysłowej). Ponieważ w projekcie nie ma sprecyzowanego przeznaczenia fundamentów,
osiadanie projektowe porównano z dopuszczalnym osiadaniem hali przemysłowej:
<
, < 5 . .
Wobec powyższego można stwierdzić, że fundamenty głębokie zostały dobrze zaprojektowane.
Autor: Bartosz Haładuda B4
7. Opis technologii robot fundamentowych.
1. Wbicie rury obsadowej i korka z suchego betonu na zadaną głębokość za pomocą bijaka.
2. Zablokowanie rury tuż nad powierzchnią blokami betonowymi.
3. Wbicie korka z dna rury głębiej tak, aby wydostał się z rury i stanowił podstawę dla pala i
zbrojenia.
4. Wstawienie zbrojenia.
5. Stopniowe zalewanie wnętrza rury obsadowej betonem B20 oraz stopniowe jego ubijanie za
pomocą bijaka, przy jednoczesnym podnoszeniu rury obsadowej.
6. Wyciągnięcie rury obsadowej.
7. Wykonanie reszty pali w powyższy sposób.
8. Wykonanie oczepu za pomocą deskowania  formując basen i zalewając go betonem B20 do
zadanej grubości oczepu.
8. Rysunek konstrukcyjny fundamentu.