Ćwiczenie projektowe z fundamentowania nr1
- 1 -
_
Politechnika Poznańska
Instytut Inżynierii Lądowej Zakład Geotechniki i
Geologii Inżynierskiej
Prowadzący: dr inż. J.Rzeźniczak
Ć WICZENIE PROJEKTOWE Z
FUNDAMENTOWANIA
NR 1
Daniel Sworek gr. B8
Rok akademicki 07/08
Semestr 4
_ _
Daniel Sworek gr. B8
Ćwiczenie projektowe z fundamentowania nr1
- 2 -
_
Wykonać obliczenia (przy zastosowaniu metody Falleniusa) wskaźnika stateczności skarpy przedstawionej na rysunku 1.1. i o szczegółowych danych w tabeli 1.1.
Rys.1.1.
Tabela 1.1.
Numer
Rodzaj
Grupa
Stan
kN
Φ
I
γ
c
u
3
warstwy
gruntu
genet.
L
ID
Sr
gruntu
u
m
[˚]
szg
A
Pπ
-
-
0,35
0,45
17,5
-
29,7
w
szg
B
Pd
-
-
0,6
0,5
17,5
-
31,0
w
szg
1 ,
9 0
C
Pd
-
-
0,6
1,0
-
31,0
nw
5
,
9 7
szg
2 ,
0 0
D
Ps
-
-
0,7
1,0
-
34,3
nw
1 ,
0 23
Obliczenia do tabeli 1.1.:
Warstwa A:
3
γ = ρ ⋅ g = ,175⋅10 = 17 5
, kN m .
Warstwa B:
3
γ = ρ ⋅ g = ,175⋅10 = 17 5
, kN m .
Warstwa C: γ '= (γ − γ ⋅ 1−
s
) ( n
w
)
3
γ = ,10 ⋅1 ,
0 0 = 1 ,
0 0 kN m ;
3
γ = ,
2 65 ⋅1 ,
0 0 = 26 5
, kN m
w
s
100 ⋅
100 ⋅ 9
,
1 ⋅10
3
=
γ
γ
=
= 15 3
, 2 kN m ;
d
100 + w
100 + 24
γ
γ
s −
26 5
,
d
−15 3
, 2
n =
=
= ,
0 4 [
2 −]
γ
26 5
,
s
γ '= (26 5
, −1 ,
0 0)⋅ (1 − ,
0 42)
3
= 5
,
9 7 kN m .
_ _
Daniel Sworek gr. B8
Ćwiczenie projektowe z fundamentowania nr1
- 3 -
_
Warstwa D: γ '= (γ − γ ⋅ 1−
s
) ( n
w
)
3
γ = ,10 ⋅1 ,
0 0 = 1 ,
0 0 kN m ;
3
γ = ,
2 65 ⋅1 ,
0 0 = 26 5
, kN m
w
s
100 ⋅
100 ⋅ ,
2 0 ⋅10
3
=
γ
γ
=
= 16 3
, 9 kN m
d
100 + w
100 + 22
γ
γ
s −
26 5
,
d
−16 3
, 9
n =
=
= 3
,
0
[8−]
γ
26 5
,
s
γ '= (26 5
, −1 ,
0 0)⋅ (1 − ,
0 42)
3
= 5
,
9 7 kN m ,
gdzie:
γ – ciężar objętościowy [ kN/m3]
γs – ciężar właściwy szkieletu gruntowego [ kN/m3]
γd – ciężar objętościowy szkieletu gruntowego [ kN/m3]
γw – ciężar wody [ kN/m3]
w – wilgotność [%]
n – porowatość [-].
Dla zadanego nachylenia skarpy (1:2 26,57˚) wynikają następujące zależności: R 1/ H = 0,75
R 2/ H = 1,75
gdzie H = 9,5 m; stąd otrzymuję: R1 = 7,13 m oraz R2 = 16,63 m.
Schemat postępowania przedstawia rysunek w załączniku 1.1.
Następnie korzystając z poniżej podanych wzorów obliczam wielkości niezbędne do wyznaczenia wskaźnika stateczności skarpy i zestawiam je w tabeli 1.2.:
G = ∑ F ⋅γ + b ⋅ q (gdzie j – poszczególna część każdego bloczka); i
j
i
n
j
N = G ⋅ cosα ; i
i
i
S = G ⋅ sinα ; i
i
i
T
N
(dla gruntów niespoistych);
i =
⋅ tan
i
Φ
( i)
M
T R
R N
R G
α
;
utrz =
i ⋅
= ⋅ i ⋅ tan Φ = ⋅ i ⋅ cos i ⋅ tan Φ
( i
M ) = G ⋅ x = G ⋅ R ⋅ sin α , dla i = <1;12>
obr
i
i
i
i
_ _
Daniel Sworek gr. B8
Ćwiczenie projektowe z fundamentowania nr1
- 4 -
_
Wielkości x i oraz b i - załącznik 1.2, α i - załącznik1.3, R – załącznik 1.4 oraz F j zostały wyznaczone za pomocą programu Q-Cad.
R = 19,52 m.
Tabela 1.2.
( i)
( i )
Gi
Φ
Ni
Si
Ti
xi
α i
bi
M
M
utrz
obr
[ kN]
[˚]
[ kN]
[ kN]
[ kN]
[ m]
[˚]
[ m]
[ kNm]
[ kNm]
1
36,32
35,24
8,78
21,17
4,72
-13,99
2,36
413,24
-171,43
2
64,51
63,89
8,96
38,39
2,71
-7,98
1,9
749,37
-174,82
3
85,85
85,78
3,55
51,54
0,81
-2,37
1,9
1006,06
-69,54
4
104,86
104,70
5,87
62,91
1,09
3,21
1,9
1228,00
114,30
5
121,63
120,19
18,67
72,22
3,0
8,83
1,9
1409,73
364,89
6
135,89 31,0 131,54
34,09
79,04
4,9
14,53
1,9
1542,86
665,86
7
147,46
138,22
51,38
83,05
6,8
20,39
1,9
1621,14
1002,73
8
156,04
139,67
69,58
83,92
8,71
26,48
1,9
1638,12
1359,11
9
160,61
134,82
87,29
81,01 10,61
32,92
1,9
1581,32
1704,07
10 168,63
129,40 108,12 77,75 12,52
39,88
1,9
1517,68
2111,25
11 167,01
112,36 123,57 67,51 14,45
47,72
1,9
1317,80
2413,29
12
93,23
29,7
50,71
78,23
28,92 16,38
57,05
1,94
564,52
1527,11
Co więcej należy uwzględnić siłę ciśnienia spływowego Ps: H
∆
p =
⋅γ
=
⋅
=
s
w [
7 5
,
3
kN m ]
3
1 ,
0 0
9
,
2 1 kN m
L
25 8
, 14
P = F ⋅ p = 48 5
, 1⋅ 9
,
2 1 = 1411
, 6 kN ,
s
s
s
gdzie Fs to pole figury zawartej między poziomem wody gruntowej a płaszczyzną poślizgu -
wyznaczone za pomocą Q-Cada.
Moment od przepływu wody ma destrukcyjny wpływ zatem dodajemy go do Mobr: M
= P ⋅ R = 1411,6 ⋅17,67 = 2494 3
, 0 kNm ( R
w
s
s
s – wyznaczone za pomocą Q-Cada – załącznik 1.4).
_ _
Daniel Sworek gr. B8
Ćwiczenie projektowe z fundamentowania nr1
- 5 -
_
Zatem:
M
= ∑ M ( i) = 14589 8
, 4 kNm
utrz
utrz
i
M
= ∑ M ( i) + M = 10846 8
, 2 + 2494 3
, 0 = 133411
, 2 kNm
obr
obr
w
i
Ostatecznie wskaźnik stateczności skarpy wynosi: M
14589 8
, 4
F =
utrz =
= 0
,
1 936 < ( F
dop =
)1,
1
M
133411
, 2
obr
_ _
Daniel Sworek gr. B8