POLSKI KOMITET NORMALIZACJI, MIAR I JAKOŚCI	POLSKA NORMA		PN-83/B-03010
		Ściany oporowe
						Grupa katalogowa 0702
		Obliczenia statyczne i projektowanie
Retaining walls Static calculation and design		Murs de souténement Projets et calculs statiques

UKD 69.021.15:69.022.2

Zgłoszona przez Ministerstwo Budownictwa i Przemysłu Materiałów Budowlanych

Ustanowiona przez Polski Komitet Normalizacji, Miar i Jakości dnia 31 marca 1983 r. jako norma obowiązująca od dnia 1 stycznia 1984 r. (Dz. Norm. i Miar nr 6/1983, poz. 11)

SPIS TREŚCI

1. WSTĘP

1.1. Przedmiot normy.

1.2. Zakres stosowania normy.

1.3. Określenia

1.4. Podstawowe oznaczenia

2. PARAMETRY GEOTECHNICZNE

2.1. Zasady ogólne.

2.2. Wartości charakterystyczne i obliczeniowe parametrów geotechnicznych.

2.3. Zasady określania kątów tarcia gruntów d^(r), d₂⁽ⁿ⁾ o ścianę oporową

3. OBCIĄŻENIA

3.1. Definicje i ogólne zasady określania obciążeń

3.2. Obciążenia stałe

3.3. Obciążenia zmienne.

3.4. Obciążenia wyjątkowe

3.5. Ciężar gruntu spoczywającego na odsadzkach ściany oporowej

3.6. Wartości charakterystyczne parcia i odporu gruntu

3.7. Wartości obliczeniowe parcia lub odporu .gruntu.

4. SPRAWDZENIE STANÓW GRANICZNYCH GRUNTU

4.1. Zasady ogólne.

4.2. Stany graniczne nośności

4.3. Stany graniczne użytkowania ściany oporowej

5. WYMAGANIA KONSTRUKCYJNE I SPRAWDZENIE STANÓW GRANICZNYCH

ZAŁĄCZNIK 1

ZAŁĄCZNIK 2

ZAŁĄCZNIK 3

ZAŁĄCZNIK 4

ZAŁĄCZNIK 5

INFORMACJE DODATKOWE

1. WSTĘP

1.1. Przedmiot normy.

Przedmiotem normy są zasady projektowania i obliczeń statycznych ścian oporowych.

1.2. Zakres stosowania normy.

Normę należy stosować przy projektowaniu ścian oporowych we wszystkich rodzajach budownictwa.

Należy przy tym uwzględniać dodatkowe wymagania dotyczące:

- specjalnych warunków posadowienia (np.: szkód górniczych, gruntów wietrzelinowych, pęczniejących, zapadowych, procesów osuwiskowych lub erozyjnych, zmian ciśnienia wody w porach gruntu, ciśnienia spływowego, głębokich odkrywek),

- ścian oporowych w budownictwie hydrotechnicznym i komunikacyjnym.

Wymagania konstrukcyjne podane w rozdz. 5 normy nie dotyczą ścian oporowych w budownictwie hydrotechnicznym.

Norma nie dotyczy ścianek szczelnych i szczelinowych.

1.3. Określenia

1.3.1. ściany oporowe

- budowle utrzymujące w stanie statecznym uskok naziomu gruntów rodzimych lub nasypowych albo innych materiałów rozdrobnionych, które można scharakteryzować parametrami geotechnicznymi (γ, , c).

1.3.2. ściana oporowa z gruntu zbrojonego

- masyw utworzony przez połączenie gruntu i warstw zbrojenia przenoszących siły rozciągające.

1.3.3. parcie graniczne gruntu (parcie czynne) E_a

- siła działająca od strony ośrodka gruntowego w stanie przemieszczenia konstrukcji lub jej elementu w kierunku od gruntu, przy wartości przemieszczenia ρ_a dostatecznej dla uzyskania przez parcie wartości najmniejszej. Parcie graniczne może wystąpić, np. w przypadku ścian oporowych, ścianek szczelnych, ścian szczelinowych, płyt kotwiących, obudowy wykopów, określania nośności fundamentów bezpośrednich.

1.3.4. parcie pośrednie gruntu E_I

- siła działająca od strony ośrodka gruntowego spowodowana przemieszczeniem konstrukcji mniejszym od przemieszczenia powodującego wystąpienie parcia granicznego. Parcie pośrednie może wystąpić np. w przypadku ścian basenów, kotwionych ścian szczelinowych, przyczółków mostowych.

1.3.5. parcie spoczynkowe gruntu E₀

- siła działająca od strony ośrodka gruntowego, gdy nie istnieje możliwość przesunięcia konstrukcji lub jej elementu. Parcie spoczynkowe może wystąpić, np. przy obudowach tuneli, w zagłębionych w gruncie ścianach budynku, w przypadku masywnych konstrukcji hydrotechnicznych posadowionych na skale.

1.3.6. odpór pośredni gruntu E_II

- reakcja gruntu w przypadku, gdy konstrukcja lub jej element ulegnie przemieszczeniu w kierunku ośrodka gruntowego, nie przekraczającemu przemieszczenia powodującego wystąpienie odporu granicznego (największego). Odpór pośredni może wystąpić np. w przypadku ścian oporowych, podpór mostów łukowych.

1.3.7. odpór graniczny gruntu (parcie bierne) E_p

- reakcja gruntu spowodowana przemieszczeniem konstrukcji lub jej elementu w kierunku gruntu, przy wartości przemieszczenia o niezbędnej dla osiągnięcia przez odpór wartości największej. Odpór graniczny może wystąpić w przypadku np. konstrukcji utwierdzonych w gruncie lub konstrukcji kotwiących.

1.3.8. parcie silosowe gruntu E_s

- siła działająca od strony gruntu na ścianę oporową w przypadku, gdy strefa klina odłamu jest ograniczona przez blisko zalegającą przeszkodą (ścianę skalną lub palisadę w nabrzeżach płytowych).

1.4. Podstawowe oznaczenia

1.4.1. Duże litery łacińskie

A - powierzchnia podstawy fundamentu, masywu gruntu zbrojonego,

B, B₁ - szerokość podstawy fundamentu,

B, B₁ - obliczeniowa szerokość podstawy fundamentu,

D - zagłębienie fundamentu,

E_a - wypadkowa parcia granicznego (czynnego),

E_I - wypadkowa parcia pośredniego,

E₀ - wypadkowa parcia spoczynkowego,

E_II - wypadkowa odporu pośredniego,

E_p - wypadkowa odporu granicznego (parcia biernego),

E_s - wypadkowa parcia silosowego,

G_g - ciężar gruntu,

K_a - współczynnik parcia granicznego (czynnego),

K₀ - współczynnik parcia spoczynkowego,

K_p - współczynnik odporu granicznego (parcia biernego),

L - długość fundamentu lub zbrojenia gruntu,

M - moment,

N_c, N_D, N_B - współczynniki nośności zależne od wartości obliczeniowej kąta tarcia wewnętrznego _u^(r),

Q - wypadkowa obciążenia,

Q_f - wypadkowa oporu podłoża gruntowego,

Q_h - składowa pozioma obciążenia,

Q_n - składowa normalna obciążenia,

Q_v - składowa pionowa obciążenia,

Q_t - składowa styczna obciążenia,

Q_r - wartość obliczeniowa wypadkowej obciążenia.

1.4.2. Małe litery łacińskie

b - szerokość zbrojenia,

b' - szerokość zbrojenia netto,

c - spójność gruntu,

d, d₁₀, d₁₅, d₅₀, d₆₀ - średnice ziarn lub cząstek gruntu,

e - mimośród,

e_a - jednostkowe parcie graniczne (czynne),

e_I - jednostkowe parcie pośrednie,

e₀ - jednostkowe parcie spoczynkowe,

e_II - jednostkowy odpór pośredni,

e_p - jednostkowy odpór graniczny (parcie bierne),

e_s - jednostkowe parcie silosowe,

f_i - przemieszczenia poziome ściany oporowej lub jej korony,

h - całkowita wysokość ściany oporowej,

h_E - wysokość zaczepienia wypadkowej parcia (odporu) gruntu,

h_n - wysokość uskoku naziomu,

i - spadek hydrauliczny,

i_c, i_D, i_B - współczynniki uwzględniające wpływ nachylenia obciążenia na nośność podłoża,

i_cf, i_Df, i_Bf - współczynniki uwzględniające nachylenie podstawy fundamentu na nośność podłoża,

i_cg, i_Dg, i_Bg - współczynniki uwzględniające nachylenie zbocza,

k₀, k₁, k₀, k₁, k₂ - współczynniki zanikania naprężenia przy obliczaniu osiadań,

m, m₁ - współczynniki korekcyjne,

q - jednostkowe obciążenie naziomu,

q_c - sumaryczne obciążenie jednostkowe naziomu,

q_z - zastępcze obciążenie jednostkowe naziomu,

s_i - przemieszczenia pionowe ściany oporowej (osiadania),

s - różnica osiadań,

s/l - względna różnica osiadań,

u, u₁ - ciśnienia wody w porach gruntu,

z - zagłębienie rozpatrywanego poziomu.

1.4.3. Litery greckie

 - kąt nachylenia podstawy fundamentu do poziomu,

₁ - kąt odchylenia obciążenia naziomu q_n od normalnej do naziomu,

₂ - kąt odchylenia wypadkowej jednostkowego parcia od normalnej do ściany,

_i - kąt nachylenia odcinka linii poślizgu do poziomu,

 - kąt nachylenia ściany oporowej do pionu,

γ_B - ciężar objętościowy gruntu poniżej poziomu posadowienia,

γ_D - ciężar objętościowy gruntu powyżej poziomu posadowienia,

γ_f - współczynnik obciążenia,

γ_m - współczynnik materiałowy,

δ, δ₂ - kąt tarcia między gruntem a konstrukcją,

δ₁ - kąt odchylenia wypadkowej q_c obciążenia naziomu od normalnej do naziomu,

 - kąt nachylenia naziomu w stosunku do poziomu.

 - kąt nachylenia płaszczyzny odłamu parcia do poziomu,

₁ - kąt nachylenia płaszczyzny odłamu odporu do poziomu,

- współczynnik tarcia gruntu o konstrukcję,

 - współczynnik Poissona dla gruntu,

ρ, ρ_I, ρ_II, ρ_a, ρ_b, ρ_n, ρ_p - uogólnione przemieszczenia ściany oporowej,

σ₁, σ₂, σ₃, σ_n, σ_m, σ₁₂ - naprężenia,

σ_H - naprężenie izotropowe uwzględniające wpływ spójności gruntu,

σ_zγ - składowa pionowa naprężenia pierwotnego,

_f - wytrzymałość graniczna gruntu na ścianie,

 - kąt tarcia wewnętrznego gruntu.

2. PARAMETRY GEOTECHNICZNE

2.1. Zasady ogólne.

Parametry geotechniczne gruntów w stanie nienaruszonym (naturalnym) można określać jedną z metod (A, B, C) wg PN-81/B-03020 i wg tabl. 1. Dla gruntów zasypowych można stosować metodę B wg PN-81/B-03020 na podstawie przewidywanego w projekcie rodzaju i stanu gruntu zasypowego. Wpływ czynników, wymienionych w 1.2 na warunki posadowienia ścian oporowych lub możliwe zmiany parametrów geotechnicznych w trakcie eksploatacji budowli, należy określić w opinii geotechnicznej.

2.2. Wartości charakterystyczne i obliczeniowe parametrów geotechnicznych.

Wartości charakterystyczne parametrów geotechnicznych należy przyjmować wg PN-81/B-03020 z uwzględnieniem następujących zasad:

- dla parcia gruntu od całkowicie zdrenowanego albo przepuszczalnego zasypu, odporu gruntu, oporu granicznego podłoża dla gruntów niespoistych oraz spoistych obciążonych szybko bez konsolidacji można stosować wartości kąta tarcia wewnętrznego _u i spójności c_u (określenie zgodnie z PN-86/B-02480 załącznik p. 59, 62, 64 i 65),

- dla gruntów spoistych, gdy składowa pozioma obciążenia jest mniejsza od 10% składowej pionowej można uwzględnić wzrost oporu granicznego wskutek konsolidacji podłoża w trakcie budowy, określając efektywne parametry kąta tarcia wewnętrznego ' i spójności c' (określenia zgodnie z PN-86/B-02480 załącznik p. 60, 62, 66 i 67),

- w przypadku możliwości wystąpienia zjawisk powodujących zmniejszenie oporu granicznego gruntu _f na skutek wzrostu ciśnienia wody w porach gruntu (zmiany zwierciadła wody gruntowej, gwałtowny wzrost obciążeń, obciążenia cykliczne itp.) zaleca się określenie odpowiednich parametrów efektywnych ', c' z uwzględnieniem rzeczywistego przebiegu zjawisk występujących w gruncie.

Tablica 1. Zalecane metody określania parametrów geotechnicznych

Warunki posadowienia ściany oporowej	Wysokość uskoku naziomu hn m	Metoda określania parametrów geotechnicznych wg PN-81/B-03020
W podłożu do głębokości równej 3-krotnej szerokości fundamentu ściany oporowej występują wyłącznie grunty jednorodne	hn  3,0	B lub C w zależności od ważności ściany
- niespoiste z wyjątkiem piasków pylastych w stanie luźnym	3,0 < hn  6,0	B
- spoiste w stanie twardoplastycznym lub zwięzłym	6,0 < hn  10,0	B lub A w zależności od ważności ściany
		hn > 10,0	A
W podłożu zalegają:	niezależnie od wysokości uskoku naziomu	A
- piaski pylaste w stanie luźnym
- grunty spoiste w stanie plastycznym i miękkoplastycznym
- grunty uwarstwione
- grunty organiczne
Ściany oporowe usytuowane na zboczu lub w głębokim wykopie oraz w warunkach specjalnych określonych w 1.2	niezależnie od wysokości uskoku naziomu	A

- dla granicznego parcia, odporu podłoża lub oporu na ścianie wzdłuż powierzchni poślizgu (stateczność globalna) można stosować parametry  i c odpowiadające maksymalnej składowej stycznej naprężenia granicznego _fmax (rys. 1a i 1b),

- dla terenów osuwiskowych oraz dużych wykopów w gruntach spoistych przekonsolidowanych należy stosować parametry  i c określone dla _r (rys. 1a),

- w przypadku gruntów spoistych spójność gruntu można uwzględniać tylko dla gruntów w stanie nienaruszonym.

Obliczeniowe wartości parametrów geotechnicznych należy określać wg zasad PN-81/B-03020.

2.3. Zasady określania kątów tarcia gruntów δ^(r), δ₂⁽ⁿ⁾ o ścianę oporową

2.3.1. Kąt tarcia gruntu δ₂⁽ⁿ⁾ dla parcia i odporu

należy określać dla wartości charakterystycznej kąta tarcia wewnętrznego . Wartości δ₂⁽ⁿ⁾ można przyjmować pod warunkiem odwodnienia gruntu znajdującego się za ścianą oporową. Maksymalne wartości δ₂⁽ⁿ⁾ powinny być mniejsze lub równe 2/3  oraz nie większe niż 30°. Dla granicznego parcia gruntu powinien być również spełniony warunek
, a dla granicznego odporu

Zalecane wartości δ₂⁽ⁿ⁾ podano w tabl. 2.

Za ściany idealnie gładkie można uznać ściany metalowe, betonowe pokryte twardymi materiałami izolacyjnymi o dużym stopniu gładkości lub specjalnie wyprawiane. Za ściany betonowe gładkie można przyjąć ściany wykonywane w szalunkach inwentaryzowanych. Ściany wykonane w deskowaniu z tarcicy można uważać za szorstkie.

Znak (±) przy wartości δ₂⁽ⁿ⁾ należy określić zgodnie z rys. 2, w zależności od kierunku działania siły wywołującej przemieszczenie. W przypadku spodziewanych długotrwałych osiadań ściany oporowej, obciążeń dynamicznych (wstrząsy i drgania przekazywane bezpośrednio na ścianę lub pośrednio przez grunt) lub gdy brak podstaw do przyjęcia uzasadnionej wartości kąta tarcia, należy przyjmować
= 0, jeżeli zwiększa to bezpieczeństwo konstrukcji.

Tablica 2. Zalecane wartości kąta tarcia gruntu o ścianę δ₂⁽ⁿ⁾

Rodzaj gruntu	Graniczne parcie gruntu			Graniczny odpór gruntu
		Rodzaj ściany			Rodzaj ściany
		idealnie gładka	betonowa gładka	betonowa szorstka	idealnie gładka	betonowa gładka	betonowa szorstka
Niespoisty	0			0
Spoisty	0			0

2.3.2. Opór tarcia gruntu pod podstawa fundamentu.

Wartości obliczeniowe współczynników tarcia  = tg ^(r) między podstawą fundamentu lub elementami poziomymi ściany a gruntem można przyjmować wg tabl. 3.

Wartość współczynnika tarcia  = tg ^(r) przyjmować można tylko w przypadku układania świeżego betonu na powierzchni gruntu w stanie naturalnym.

3. OBCIĄŻENIA

3.1. Definicje i ogólne zasady określania obciążeń

charakterystycznych i obliczeniowych oraz zestawienia układu obciążeń należy przyjmować zgodnie z zaleceniami PN-76/B-03001 i PN-82/B-02000, PN-82/B-02001, PN-82/B-02003, PN-82/B-02004. Dla ścian oporowych w budownictwie wodnym lub komunikacyjnym należy dodatkowo uwzględnić wymagania dotyczące obciążeń zawarte w odpowiednich normach specjalistycznych (BN-67/8811-01 i PN-85/S-10030).

3.2. Obciążenia stałe

działające bezpośrednio na ścianę oporową lub w zasięgu bryły odłamu (strefy oddziaływań dla parcia spoczynkowego) należy ustalać zgodnie z zaleceniami zawartymi w PN-82/B-02000, PN-82/B-02001, PN-82/B-02003, PN-82/B-02004. Obciążenia stałe działające w obrębie klina odłamu (strefy oddziaływań) należy uwzględniać w obliczeniach parcia (odporu) gruntu, natomiast obciążenia stałe działające poza klinem odłamu (strefą oddziaływań) należy uwzględniać w obliczeniach stateczności zbocza, na którym znajduje się ściana oporowa.

Rys. 1

a) zagęszczony grunt niespoisty lub przekonsolidowany grunt spoisty

b) luźny grunt niespoisty lub plastyczne grunty spoiste

Rys. 2

Tablica 3. Wartości obliczeniowe współczynników tarcia gruntu pod podstawą fundamentu

Rodzaj gruntu		Stan gruntu	Obliczeniowy kąt tarcia wewnętrznego ^(r) w stopniach	Współczynniki tarcia  = tg δ^(r)
								Fundament ściany oporowej z cegły lub kamienia	Beton lub wyprawa
										chropowata	gładka
Niespoiste	żwiry i pospółki		zagęszczony i średnio zagęszczony	37-45	0,50-0,55	0,55-0,60	0,35-0,40
			piaski grube i średnie		32-37	0,45-0,50	0,50-0,55	0,32-0,36
			piaski drobne i pyły		29-33	0,40-0,45	0,45-0,50	0,30-0,33
Małospoiste	piaski gliniaste, pyły piaszczyste, pyły		półzwarty twardoplastyczny	22-28	0,30-0,41	0,36-0,47	0,25-0,32
Średnio spoiste	gliny piaszczyste, gliny, gliny pylaste			16-26	0,22-0,38	0,26-0,43	0,20-0,30
Spoiste zwięzłe	gliny piaszczyste, zwięzłe, gliny zwięzłe, gliny pylaste zwięzłe			14-23	0,20-0,33	0,22-0,38	0,15-0,25
Bardzo spoiste	iły piaszczyste, iły, iły pylaste			10-18	0,14-0,26	0,16-0,29	0,10-0,20
Spoiste	wszystkie grunty spoiste niezależne od rodzaju i genezy	plastyczny i miękkoplastyczny	0-10	0	0	0
Dla gruntów spoistych przekonsolidowanych w stanie naturalnym (grunty grupy A wg PN-81/B-03020) można zwiększyć wartość współczynników tarcia o 10%,przy spełnieniu warunku  < tg ^(r)

Dla parcia spoczynkowego można przyjmować zasiąg strefy oddziaływań równy całkowitej wysokości ściany h.

3.3. Obciążenia zmienne.

Obciążenia zmienne działające bezpośrednio na ścianę oporową należy uwzględniać przy wyznaczaniu naprężeń w gruncie w poziomie posadowienia fundamentu i przy wyznaczaniu naprężeń w ścianie oporowej, natomiast w obliczeniach stateczności ściany obciążeń tych nie uwzględnia się (z wyjątkiem ścian w budowlach komunikacyjnych obciążonych pojazdami). Obciążenia zmienne działające pośrednio na ścianą oporową (poprzez grunt), w zasięgu klina odłamu, należy uwzględniać w obliczeniach parcia gruntu, natomiast obciążenia zmienne znajdujące się poza zasięgiem klina odłamu należy uwzględniać w obliczeniach stateczności zbocza, na którym znajduje się ściana oporowa.

3.4. Obciążenia wyjątkowe

można pominąć w obliczeniach stanów granicznych ściany oporowej, w przypadku odpowiedniego uzasadnienia technicznego i ekonomicznego.

Wartość tych obciążeń należy ustalać indywidualnie dla każdego przypadku. Do obciążeń wyjątkowych zalicza się, między innymi:

a) obciążenia spowodowane nagłym osiadaniem gruntu zapadowego,

b) parcie gruntów pęczniejących,

c) parcie zamarzniętych gruntów nawodnionych,

d) obciążenie lawiną, rumowiskiem lub lodem,

e) uderzenie statku (np. w nabrzeże),

f) obciążenie spowodowane powodzią (parcie wody, parcie szlamu),

g) obciążenia dynamiczne od szkód górniczych,

h) obciążenia wyjątkowe w budownictwie komunikacyjnym.

3.5. Ciężar gruntu spoczywającego na odsadzkach ściany oporowej

3.5.1. Wartość charakterystyczna ciężaru gruntu

spoczywającego na odsadzkach ściany oporowej jest wyznaczana w zależności od rodzaju konstrukcji, jej kształtu i założonego schematu obliczeń statycznych. Jest ona równa iloczynowi objętości gruntu i wartości charakterystycznej ciężaru objętościowego gruntu. Przy braku odpowiednich wyników badań geotechnicznych wartości charakterystyczne ciężarów objętościowych gruntu można przyjmować wg PN-81/B-03020. W przypadku ścian oporowych kątowo-płytowych ciężar gruntu należy wyznaczać przy uwzględnieniu zaleceń podanych w załączniku Z1 p.6.

3.5.2. Wartość obliczeniowa ciężaru gruntu

spoczywającego na ścianie oporowej jest wyznaczana jako iloczyn wartości charakterystycznej ciężaru gruntu i współczynnika obciążenia. Współczynniki obciążenia należy przyjmować wg PN-82/B-02000, PN-82/B-02001, PN-82/B-02003 i PN-82/B-02004.

3.6. Wartości charakterystyczne parcia i odporu gruntu

3.6.1. Zalecenia ogólne i określenie stanów parcia.

Przy wyznaczaniu parcia i odporu gruntu należy uwzględniać następujące czynniki:

- kształt i sztywność ściany oporowej,

- rodzaj gruntu: rodzimy lub zasypowy, albo inny materiał rozdrobniony charakteryzujący się następującymi parametrami geotechnicznymi: ciężarem objętościowym, spójnością, kątem tarcia wewnętrznego gruntu i kątem tarcia gruntu o ścianę,

- warunki wodne w otoczeniu ściany oporowej,

- przewidywane przemieszczenie konstrukcji w kierunku gruntu i od gruntu,

- sposób wykonania i zagęszczenia zasypu,

- przemarzanie i pęcznienie gruntu,

- projektowane odwodnienie konstrukcji,

- obciążenia statyczne i dynamiczne działające w obrębie klina odłamu.

W zależności od przemieszczenia konstrukcji względem ośrodka gruntowego określa się (rys. 3):

Rys. 3

a) parcie graniczne gruntu (parcie czynne) E_a wg 3.6.2,

b) parcie pośrednie gruntu E_I wg 3.6.5,

c) parcie spoczynkowe gruntu E₀ wg 3.6.4,

d) odpór pośredni gruntu E_II wg 3.6.5,

e) odpór graniczny gruntu (parcie bierne) E_p wg 3.6.3,

f) parcie silosowe gruntu E_s wg załącznika 1 p.8.

Parcie pośrednie i parcie spoczynkowe gruntu na ścianę oporową należy wyznaczać jedynie wówczas, gdy użytkowanie konstrukcji, względy techniczne i technologiczne narzucają wyraźne ograniczenie przemieszczeń ściany oporowej (0 < ρ_I < ρ_a).

W pozostałych przypadkach należy wyznaczać parcie graniczne gruntu. Dla wstępnego określenia przemieszczeń konstrukcji dopuszcza się przyjmowanie parcia granicznego lub parcia spoczynkowego gruntu, w zależności od rodzaju konstrukcji.

W przypadku odporu należy przeprowadzać analizą przemieszczeń konstrukcji i przyjmować wartości odporu pośredniego gruntu, w zależności od założonego przemieszczenia (0 < ρ_II < ρ_p).

Dopuszcza się przyjęcie liniowego rozkładu jednostkowego parcia gruntu dla parcia granicznego, pośredniego i spoczynkowego, zgodnie z zasadami podanymi w 3.6.6. W przypadku odporu granicznego gruntu i odporu pośredniego, liniowy rozkład odporu jednostkowego gruntu można przyjmować dla konstrukcji, których zniszczenie nie pociąga za sobą zagrożenia życia ludzkiego lub dużych strat gospodarczych. W pozostałych przypadkach zaleca się przyjmować zmianę rozkładu jednostkowego odporu gruntu według zasad podanych w załączniku Z1 p. 12.

Położenie wypadkowych parcia lub odporu gruntu należy określać w zależności od rozkładu jednostkowego parcia lub odporu gruntu, według zasad podanych w 3.6.6 i w załączniku 1 p. 12.

Według zasad podanych w normie można wyznaczać również parcie i odpór innych materiałów, jeżeli dadzą się one charakteryzować tymi samymi cechami fizycznymi i mechanicznymi co grunt, tj. ciężarem objętościowym γ, kątem tarcia wewnętrznego , spójnością c i kątem tarcia materiału o ścianę muru oporowego δ₂.

3.6.2. Parcie graniczne gruntu

3.6.2.1. Parcie graniczne gruntu niespoistego można wyznaczać na podstawie następujących założeń:

- ośrodek gruntowy jest jednorodny,

- powierzchnia poślizgu jest płaszczyzną nachyloną do poziomu pod kątem ,

- wzdłuż powierzchni poślizgu spełniony jest związek

(1)

- reakcja od ciężaru klina odłamu jest odchylona od normalnej do płaszczyzny poślizgu o kąt ⁽ⁿ⁾,

- parcie jest odchylone od normalnej do ściany pod kątem
.

3.6.2.2. Ściana pionowa, naziom poziomy, obciążony równomiernie,
= 0

(rys. 4a). Jednostkowe parcie graniczne należy wyznaczać ze wzoru

(2)

w którym:

γ⁽ⁿ⁾ - wartość charakterystyczna ciężaru objętościowego gruntu,

K_a - współczynnik parcia granicznego gruntu, określany wg wzoru

(3)

w którym:

⁽ⁿ⁾ - wartość charakterystyczna kąta tarcia wewnętrznego gruntu.

Wysokość zastępczą h_z uwzględniającą wpływ obciążenia naziomu należy wyznaczać wg wzoru

(4)

w którym:

q_n - wartość charakterystyczna równomiernego obciążenia naziomu.

3.6.2.3. Ściana nachylona, naziom nachylony, obciążony równomiernie,
 0

(rys. 4b). Jednostkowe parcie graniczne gruntu należy wyznaczać wg wzoru (2), w którym współczynnik parcia granicznego wyznacza się na podstawie zależności

Rys. 4

(5)

w której:

 - kąt nachylenia ściany do pionu,

 - kąt nachylenia naziomu do poziomu,

- wartość charakterystyczna kąta tarcia gruntu o ścianę, wg 2.3.

Należy przyjmować wartości dodatnie kątów ,  i δ₂⁽ⁿ⁾ od normalnej w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara (rys. 4b).

Wysokość zastępczą uwzględniającą wpływ obciążenia naziomu należy wyznaczać wg wzoru

(6)

Wypadkową parcia granicznego gruntu E_a należy wyznaczać wg 3.6.6.

3.6.2.4. Inne przypadki parcia granicznego gruntu zaleca się wyznaczać wg załącznika 1.

3.6.3. Odpór graniczny gruntu

3.6.3.1. Odpór graniczny gruntu niespoistego

można wyznaczać na podstawie założeń przedstawionych w 3.6.2.1 i przy przyjęciu współczynnika korekcyjnego  (wg tabl. 4) uwzględniającego błąd, jaki popełnia się zakładając płaską powierzchnię klina odłamu.

Tablica 4. Współczynniki korekcyjne 

Grunty	/^(n)	δ2^(n)/^(n)	
						-40°	-20°	0°	20°	40°
		Niespoiste	-0,8	0	0,79	0,89	0,90	1,0	1,0
				-0,5	0,61	0,86	0,83	1,0	1,0
				-1,0	0,26	0,70	0,85	1,0	1,0
			-0,4	0	0,68	0,95	0,98	1,0	0,84
				-0,5	0,32	0,76	0,91	0,78	0,83
				-1,0	0,03	0,41	0,74	0,79	0,99
			0	0	0,44	0,90	1,0	0,91	0,69
				-0,5	0,07	0,58	0,86	0,91	0,63
				-1,0	0,75	0,10	0,54	0,73	0,65
			0,4	0	0,15	0,63	0,92	0,92	0,74
				-0,5	0,44	0,19	0,64	0,86	0,70
				-1,0	1,00	0,12	0,26	0,56	0,62
			0,8	0	0,21	0,27	0,69	0,84	0,72
				-0,5	1,00	0,11	0,35	0,67	0,67
				-1,0	1,00	1,00	0,05	0,37	0,52
		Spoiste	-0,8	0	0,78	1,00	1,0	0,91	0,69
				-0,5	0,56	0,79	0,82	0,78	0,57
				-1,0	0,29	0,44	0,45	0,55	0,43
			-0,4	0	0,67	0,97	1,0	0,86	0,61
				-0,5	0,42	0,68	0,77	0,64	0,45
				-1,0	0,20	0,38	0,45	0,36	0,33
			0	0	0,54	0,87	1,0	0,86	0,57
				-0,5	0,41	0,58	0,71	0,65	0,41
				-1,0	0,12	0,31	0,42	0,40	0,28
			0,4	0	0,38	0,73	0,90	0,83	0,62
				-0,5	0,18	0,46	0,62	0,61	0,44
				-1,0	0,07	0,22	0,36	0,37	0,29
			0,8	0	0,23	0,54	0,74	0,75	0,55
				-0,5	0,11	0,33	0,51	0,56	0,42
				-1,0	0,11	0,15	0,29	0,35	0,29

Dla dodatnich wartości kąta δ₂⁽ⁿ⁾ należy przyjmować  = 1,0.

3.6.3.2. Ściana pionowa, naziom poziomy, obciążony równomiernie,
= 0

(rys. 5a). Jednostkowy odpór graniczny gruntu e_p należy wyznaczać wg wzoru

(7)

w którym:

K_p - współczynnik odporu granicznego gruntu, wyznaczony ze wzoru

(8)

 - współczynnik korekcyjny uwzględniający błąd, jaki popełnia się przyjmując płaską powierzchnią klina odłamu (tabl. 4),

γ⁽ⁿ⁾ - jak w 3.6.2.2,

h_z - wysokość zastępcza wg wzoru (4).

3.6.3.3. Ściana nachylona, naziom nachylony, obciążony równomiernie
 0

(rys. 5b). Jednostkowy odpór graniczny należy wyznaczać wg wzoru (7), w którym współczynnik odporu granicznego wyznacza się na podstawie zależności

Rys. 5

(9)

w której , , δ₂⁽ⁿ⁾, ⁽ⁿ⁾ jak w 3.6.2.3.

Wysokość zastępczą h_z należy wyznaczać wg wzoru (6).

Wypadkową odporu granicznego gruntu należy wyznaczać wg 3.6.6.

3.6.3.4. Inne przypadki odporu granicznego gruntu

można określić wg załącznika 1.

3.6.4. Parcie spoczynkowe gruntu

3.6.4.1. Parcie spoczynkowe gruntu.

Parcie spoczynkowe należy wyznaczać przy założeniu, że składowe jednostkowego parcia spoczynkowego są równe odpowiednim składowym naprężenia w jednorodnym izotropowym ośrodku sprężystym. Naprężenia wywołane ciężarem własnym gruntu należy przyjmować przy uwzględnieniu zalegania różnych warstw gruntu, wyporu wód gruntowych i ciśnienia spływowego.

Rys. 6

3.6.4.2. Ściana pionowa, naziom poziomy, obciążony równomiernie.

Jednostkowe parcie spoczynkowe gruntu e₀ należy wyznaczać wg wzoru

(10)

w którym:

σ_zy - składowa pionowa naprężenia,

K₀ - współczynnik parcia spoczynkowego, wg wzorów (12) i (13),

h_z - wysokość zastępcza uwzględniająca wpływ obciążenia naziomu, wg wzoru (4).

Wypadkową parcia spoczynkowego gruntu należy wyznaczać wg wzoru

(11)

w którym:

q_n - wartość charakterystyczna równomiernego obciążenia naziomu.

Współczynnik parcia spoczynkowego K₀ należy ustalić wg podanych niżej wzorów:

a) dla gruntów rodzimych

(12)

w którym:

⁽ⁿ⁾ - wartość charakterystyczna kąta tarcia wewnętrznego gruntu,

 - kąt nachylenia naziomu do poziomu,

₁ - współczynnik uwzględniający wpływ spójności gruntu (tabl. 5), dla gruntów niespoistych ₁ = 1,0,

₂ - współczynnik uwzględniający genezę gruntów (tabl. 6), dla gruntów niespoistych ₂ = = 1,0,

₃ - współczynnik reologiczny (tabl. 7), dla gruntów niespoistych ₃ = 1,0;

b) dla gruntów zasypowych

Tablica 5. Wartości współczynnika ₁ uwzględniającego spójność gruntu

Rodzaj gruntu	Wysokość ściany h m	Stan gruntu
				zw. płzw. IL < 0	tpl. 0 < IL < 0,25	pl. 0,25 < IL < 0,5	mkpl. pł. 0,50 < IL
	Iły	0-4,0	0,50	0,75	0,85	0,95
		> 4,0	0,70	0,85	0,95	1,00
	Gliny zwięzłe	0-4,0	0,60	0,80	0,90	1,00
		> 4,0	0,75	0,90	0,95	1,00
	Gliny	0-4,0 0,70	0,85	0,95	1,00
		> 4,0	0,80	0,90	1,00	1,00
	Pyły, piasek gliniasty, żwir i pospółka gliniasta	0-4,0	0,80	0,90	0,95	1,00
		> 4,0	0,90	0,95	1,00	1,00

Tablica 6. Wartości współczynnika ₂ uwzględniającego genezę gruntu

Charakterystyka gruntu	Stan gruntu
		IL < 0	0 < IL < 0,25	0,25 < IL < 0,5
Grunty spoiste normalnie skonsolidowane		1,00
Grunty spoiste przekonsolidowane (1.2)	iły	1,75	1,50	1,25
		gliny zwięzłe	1,50	1,25	1,10
		pozostałe grunty spoiste	1,25	1,10	1,00
Zaleca się wyznaczać wartość na podstawie badań. Jeżeli poprzestaje się na ogólnym rozpoznaniu geologicznym można przyjąć orientacyjne wartości podane w tablicy.

Tablica 7. Wartość współczynnika reologicznego ₃

Rodzaj gruntu	Budowle tymczasowe i budowle stałe w początkowym okresie pracy konstrukcji				Budowle stałe w dalszym okresie użytkowania
		Stan gruntu				Niezależne od stanu gruntu^
		IL < 0	0 < IL < 0,25	0,25 < IL < 0,5	IL > 0,5
Iły, gliny zwięzłe	0,50	0,75	0,90	1,0	1,0
Gliny	0,70	0,85	0,95	1,0	1,0
Pozostałe grunty spoiste	0,85	0,95	1,0	1,0	1,0

Tablica 8. Wartości współczynnika ₄

Rodzaj gruntu w bezpośrednim sąsiedztwie ściany oporowej	4
Żwir, pospółka	0,15
Piasek gruby i średni	0,10
Piasek drobny i pylasty	0,05
Grunty niespoiste przemieszane	0,07
Grunty mało spoiste przemieszane	0,03
Inne grunty spoiste	nie należy stosować
Uwzględnia się rodzaj gruntu w bryle l x h x b w którym:
l - długość rozpatrywanego odcinka ściany oporowej,
h - wysokość ściany,
b = 1,5 m - szerokość strefy aktywnej (zasięg zasypki determinującej parcie spoczynkowe).

Tablica 9. Wartości współczynnika ₅

Metoda zagęszczania zasypki	Grubość warstw h przy łącznej wysokości zasypu h
		h < 0,1h	h > 0,1h
Statyczna (wałowanie - walce, spycharki gąsienicowe)	0,95	1,00
Udarowa - miejscowa (ubijarki ręczne i małe płyty na lekkim sprzęcie mechanicznym)	1,00	1,05
Udarowa - powierzchniowa (duże płyty na ciężkich pojazdach mechanicznych)	1,05	1,10
Wibracyjna - miejscowa (lekkie walce i zagęszczarki wibracyjne)	0,90	0,95
Wibracyjna - powierzchniowa (ciężkie walce wibracyjne przyczepne, ciężkie zagęszczarki wibracyjne kroczące itp.)	0,85	0,90

(13)

w którym:

I_s - wskaźnik zagęszczenia gruntu zasypowego,

₄ - współczynnik zależny od rodzaju gruntu zasypowego (w bezpośrednim sąsiedztwie ściany oporowej,), przyjmowany wg tabl. 8,

₅ - współczynnik uwzględniający technologią układania i zagęszczania zasypu, przyjmowany wg tabl. 9.

3.6.4.3. Ściana nachylona, naziom nachylony, obciążony równomiernie.

Parcie spoczynkowe na ściany odchylone od pionu pod kątem , przy naziomie nachylonym pod kątem  do poziomu i obciążonym równomiernie q, można wyznaczać według wzorów jak dla parcia granicznego (wg 3.6.2.3) przyjmując w obliczeniach zastępczą wartość kąta wewnętrznego gruntu wg wzoru (14).

(14)

w którym  - współczynnik Poissona dla gruntu.

W obliczeniach parcia spoczynkowego należy zawsze przyjmować

Parcie spoczynkowe gruntów uwarstwionych należy wyznaczać zgodnie z zasadami podanymi w załączniku 1 p. 9.

Parcie spoczynkowe na ściany o załamanym kształcie przekroju poprzecznego należy wyznaczać zgodnie z zasadami podanymi w załączniku 1 p. 10. Sposób wyznaczania parcia spoczynkowego, wywołanego obciążeniem liniowym w naziomie, przedstawiono w załączniku 1 p. 3.2.

3.6.5. Parcie pośrednie gruntu

3.6.5.1. Parcie pośrednie i odpór pośredni gruntu.

W pośrednim stanie przemieszczania rozróżnia się następujące przypadki:

- parcie pośrednie gruntu E_I

E_a < E_I < E₀ jeżeli 0 < ρ_I < ρ_a

(15)

- odpór pośredni gruntu E_II

E₀ < E_II < E_p jeżeli 0 < ρ_II < ρ_p

(16)

w których:

ρ - uogólnione przemieszczenie, przy którym powstaje parcie pośrednie (wzór 21),

ρ_II - uogólnione przemieszczenie, przy którym powstaje odpór pośredni (wzór 21),

ρ_a - uogólnione przemieszczenie niezbędne do powstawania parcia granicznego (rys. 8),

ρ_p - uogólnione przemieszczenie niezbędne do powstawania odporu granicznego (rys. 9).

3.6.5.2. Wyznaczanie przemieszczeń uogólnionych.

Uogólnione przemieszczenie ρ zastępuje następujące podstawowe przemieszczenia ściany oporowej:

- osiadanie krawędzi podstawy s,

- kąt obrotu krawędzi podstawy wywołany różnicą osiadań

(17)

- przesunięcie krawędzi ściany, f.

Zakłada się, że przemieszczenie uogólnione ρ jest sumą kątów obrotu dolnej i górnej krawędzi ściany oporowej (rys. 7), zgodnie z wzorem

(18)

w którym:

ρ_A - kąt obrotu dolnej krawędzi ściany oporowej,

ρ_B - kąt obrotu górnej krawędzi ściany oporowej.

(19)

f_A, f_B - przesunięcia krawędzi ściany wyznaczone na podstawie analizy stanu granicznego użytkowania (pkt. 4 normy i załącznik Z4).

W przypadku przesunięcia równoległego ściany oporowej przemieszczenie uogólnione ρ wyznacza się z następującej zależności:

(20)

Jeżeli ściana oporowa przewyższa naziom gruntu (jak to może mieć miejsce w przypadku odporu gruntu), krawędzie obrotów A i B, wyznaczające wysokość h, przyjmuje się w skrajnych punktach strefy gruntowej, w której działa odpór gruntu.

Przemieszczenia uogólnione, przy których powstaje parcie pośrednie lub odpór pośredni, należy wyznaczać na podstawie wzoru

(21)

w którym:

ρ_n - przemieszczenie uogólnione ściany po uformowaniu i zagęszczeniu górnej warstwy naziomu lub przemieszczenie w gruncie naturalnym, wynikające z analizy stanu granicznego użytkowania ściany; przemieszczenia f_A i f_B ściany oporowej należy określać przy przyjęciu K₀ wg wzoru (12); przemieszczenie uogólnione ρ_n wyznacza się na podstawie wzorów (18)-(21), przy uwzględnieniu wszystkich obciążeń działających na naziom w okresie eksploatacji z pominięciem wpływów zagęszczania zasypki,

ρ_b - przemieszczenie uogólnione ściany oporowej w fazie układania i zagęszczania zasypki. Przemieszczenie to wyznacza się na podstawie wzorów (18)-(21), przyjmując w analizie stanu granicznego użytkowania ściany parcie spoczynkowe wyznaczone dla K₀ wg wzoru (13); dla gruntu rodzimego należy przyjmować ρ_b = 0.

Rys. 7

3.6.5.3. Uogólnione przemieszczenia graniczne

ρ_a i ρ_b należy odczytywać odpowiednio z wykresów na rys. 8 i 9.

Rys. 8

Rys. 9

3.6.5.4. Wyznaczanie parcia pośredniego i odporu pośredniego gruntu.

W celu wyznaczenia wypadkowej parcia pośredniego lub odporu pośredniego gruntu zaleca się wykonanie konstrukcji graficznej (rys. 10) w takiej skali, aby uzyskać równość odcinków:

- dla parcia pośredniego ,

- dla odporu pośredniego
.

Znając przemieszczenie uogólnione ρ_I lub ρ_II wyznaczone wg wzoru (21), można z wykresu na rys. 10 określić wartość parcia pośredniego (lub odporu pośredniego) gruntu. Wartość ρ_a i ρ_p należy odczytać z wykresów na rys. 8 i 9, natomiast E_a, E_p i E₀ wyznacza się wg zaleceń 3.6.2, 3.6.3 i 3.6.4.

Rys. 10

W celu wyznaczenia wypadkowej parcia i odporu pośredniego gruntu dopuszcza się przyjmowanie zastępczego schematu liniowego (rys. 10 linia 2).

Parcie pośrednie

dla 0 < ρ_I  0,5 ρ_a,

(22)

dla 0,5 ρ_a < ρ_I  ρ_a

(23)

Odpór pośredni

dla 0 < ρ_II  0,5 ρ_p

(24)

dla 0,5 ρ_p < ρ_II  ρ_p

E_II = E_p

(25)

Jednostkowe parcie pośrednie i jednostkowy odpór pośredni gruntu można wyznaczać korzystając z wykresu przedstawionego na rys. 10, wprowadzając zamiast wartości E_a, E₀ i E_p wartości e_a, e₀ i e_p.

3.6.6. Wypadkowa parcia i odporu gruntu.

Wypadkową parcia i odporu gruntu należy wyznaczać z następujących zależności:

- dla trójkątnego rozkładu jednostkowego parcia (lub odporu) gruntu (rys. 11a)

(26)

- dla trapezowego rozkładu jednostkowego parcia (lub odporu) gruntu (rys. 11b)

(27)

Rys. 11

Punkt zaczepienia wypadkowej parcia (lub odporu) gruntu należy przyjmować:

- dla trójkątnego rozkładu jednostkowego parcia (lub odporu) gruntu na wysokości h/3 licząc od podstawy muru odporowego,

- dla trapezowego rozkładu jednostkowego parcia (lub odporu) gruntu na wysokości h_E, licząc od podstawy muru oporowego

(28)

3.7. Wartości obliczeniowe parcia lub odporu .gruntu.

Wartości obliczeniowe jednostkowego parcia lub odporu gruntu e_r należy wyznaczać wg wzoru

(29)

w którym:

γ_f1 - współczynnik obciążenia przyjmowany wg tabl. 10,

γ_f2 - współczynnik obciążenia równy:

1,0 w obliczeniach stanów granicznych gruntu,

1,1 (0,9) w obliczeniach stanów granicznych konstrukcji ściany oporowej,

e_n - wartość charakterystyczna jednostkowego parcia lub odporu gruntu.

Wartości obliczeniowe wypadkowej parcia lub odporu gruntu E_r należy wyznaczać wg wzoru

(30)

w którym:

γ_f1, γ_f2 - jak wyżej,

E_n - wartość charakterystyczna wypadkowej parcia lub odporu gruntu.

Tablica 10. Wartość współczynnika obciążenia γ_f1

Rodzaj parcia	Rodzaj gruntu		Współczynnik obciążenia γf1
Spoczynkowe	Niezależnie od rodzaju gruntu		1,1
Parcie graniczne i pośrednie	rodzimy	niespoisty	1,1^
				spoisty	1,25
			zasypowy	niespoisty	1,2
				spoisty	1,35
		Odpór graniczny i pośredni	rodzimy	niespoisty	0,9
				spoisty	0,8
			zasypowy	niespoisty	0,85
				spoisty	0,7

4. SPRAWDZENIE STANÓW GRANICZNYCH GRUNTU

4.1. Zasady ogólne.

Sprawdzenie stanów granicznych gruntu należy przeprowadzać zgodnie z wymaganiami ogólnymi wg PN-76/B-03001 i PN-81/B-03020 oraz zaleceniami niniejszej normy. Rozróżnia się dwie grupy tych stanów:

- stany graniczne nośności,

- stany graniczne użytkowania.

Przy sprawdzaniu stanu granicznego nośności wartość obliczeniowa działającego obciążenia Q_r powinna spełniać warunek

Q_r  m x Q_f

(31)

w którym:

m - współczynnik korekcyjny, zależny od rodzaju stanu granicznego i przyjętej metody obliczeń,

Q_f - obliczeniowy opór graniczny podłoża gruntowego przeciwdziałający obciążeniu Q_r.

W obliczeniach stanu granicznego nośności wprowadza się częściowe współczynniki bezpieczeństwa, zwiększające w stosunku do wartości obciążeń i zmniejszające w stosunku do wartości decydujących o wytrzymałości gruntu (ciężaru objętościowego, kąta tarcia wewnętrznego i spójności). Warunkiem sprawdzenia stanu granicznego użytkowania jest porównanie obliczeniowych, spodziewanych wartości przemieszczeń i wartości dopuszczalnych. Obliczenia stanu granicznego użytkowania należy przeprowadzać dla wartości charakterystycznych (normowych) obciążenia i parametrów geotechnicznych gruntu.

Sprawdzenie stanów granicznych elementów konstrukcyjnych ściany oporowej należy przeprowadzać według zasad podanych w 5.9.

4.2. Stany graniczne nośności

4.2.1. Stany graniczne nośności podłoża obejmują:

a) nośność podłoża bezpośrednio pod podstawą fundamentu,

b) stateczność całej ściany, uskoku naziomu lub zbocza łącznie ze ścianą oporową.

W obliczeniach stanu granicznego nośności uwzględniać należy wystąpienie najniekorzystniejszych postaci zniszczenia i kształtów powierzchni poślizgu, możliwych w danych warunkach obciążenia i budowy podłoża gruntowego.

4.2.2. Zakres obliczeń stanu granicznego nośności podłoża w zależności od rodzaju ściany oporowej i warunków gruntowych.

Obliczenia wszelkich typów ścian oporowych, niezależnie od ich wysokości i obciążeń, powinny zawierać sprawdzenie nośności podłoża z uwzględnieniem mimośrodu i nachylenia obciążenia oraz budowy podłoża, zgodnie z 4.2.3.

Wymagany zakres obliczeń dotyczących ogólnej stateczności ściany i uskoku naziomu (4.2.6) określa się w zależności od rodzaju podłoża, wysokości i obciążeń ściany.

Obliczenia uproszczone, obejmujące sprawdzenie zastępczego warunku na obrót (32) względem najbardziej obciążonej krawędzi podstawy oraz sprawdzenie warunku na przesunięcie (33), można uznać za wystarczające, jeżeli:

a) bezpośrednio pod fundamentem występuje skała lub na głębokości równej co najmniej podwojonej szerokości podstawy ściany zalega jednolity pokład żwiru lub pospółki zagęszczonej lub gruntu spoistego w stanie zwartym lub półzwartym, albo cieńsza warstwa wspomnianego gruntu spoczywa na podłożu o wyższej od niego wytrzymałości i równocześnie wysokość ściany h_n (wg rys. 12) nie przekracza 6,0 m,

b) pod fundamentem do głębokości z = 2B zalegają grunty piaszczyste o zagęszczeniu co najmniej średnim lub spoiste o stanie twardoplastycznym, a równocześnie wysokość ściany h_n nie przekracza 3,0 m i obciążenie naziomu wynosi nie więcej niż 10 kPa.

W pozostałych przypadkach obliczenia stanu granicznego nośności, przeprowadzane oprócz wymienionych poprzednio obliczeń uproszczonych, powinny obejmować również sprawdzenie stateczności uskoku naziomu lub zbocza wraz ze ścianą oporową.

W przypadku usytuowania ściany oporowej na zboczu lub w pobliżu zbocza i w przypadku istnienia w podłożu warstw umożliwiających poślizg części zbocza w stosunku do niżej zalegających pokładów, należy przeprowadzić sprawdzenie stateczności ściany oporowej łącznie z częścią masywu gruntowego i obiektami sąsiadującymi, według różnych, możliwych w danych warunkach powierzchni poślizgu.

Jeżeli grunt ze ścianą oporową i pod jej podstawą jest jednorodny lub różnice w charakterystykach warstw nie są zbyt znaczne, zaleca się przy wykonywaniu obliczeń stosować metody zakładające kołowe linie poślizgu. Jeżeli układ warstw jest bardziej złożony, wskazane jest przeprowadzenie obliczeń przy założeniu innych, możliwych w danych warunkach kształtów linii poślizgu.

4.2.3. Sprawdzenie nośności podłoża bezpośrednio pod podstawą fundamentu

ściany oporowej należy przeprowadzać zgodnie z zasadami podanymi w PN-81/B-03020. Jeżeli ściana oporowa ma pochyloną podstawę lub znajduje się na zboczu, należy stosować załącznik 2 wzór (Z2-1).

Obliczenia dotyczące stanów granicznych podłoża ścian oporowych posadowionych na palach należy przeprowadzać zgodnie z PN-82/B-02482.

4.2.4. Sprawdzenie stateczności na obrót.

W przypadkach, w których przeprowadza się sprawdzenie stateczności ściany oporowej ze względu na możliwość obrotu względem krawędzi podstawy fundamentu (4.2.2), powinien być spełniony warunek

M_0r  m₀ M_uf

(32)

w którym:

M_0r - moment wszystkich sił obliczeniowych powodujących obrót ściany,

M_uf - moment wszystkich sił obliczeniowych przeciwdziałających obrotowi ściany,

m₀ = 0,8 - w przypadku obciążenia naziomu q ≥ 10 kPa,

m₀ = 0,9 - w pozostałych przypadkach.

4.2.5. Sprawdzenie stateczności na przesunięcie.

Sprawdzenie bezpieczeństwa budowli, ze względu na przesunięcie ze ścięciem poziomym lub ukośnym, przeprowadza się w następujących przypadkach:

- przy wstępnym określaniu wymiarów podstawy fundamentu,

- przy przeprowadzaniu obliczeń uproszczonych (zgodnie z 4.2.2),

- gdy obliczeniowy kąt nachylenia (w stosunku do pionu) wypadkowej ociążenia działającego w podstawie fundamentu jest większy niż ^(r).

Powierzchnię ściętą należy przyjmować następująco:

- dla poziomej podstawy fundamentu - na styku fundamentu i podłoża,

- dla podstawy schodkowej i wyposażonej w ostrogę - w płaszczyźnie poziomej przechodzącej przez spód najgłębszego stopnia,

- dla budowli posadowionej na podsypce kamiennej - na styku podstawy budowli i podsypki oraz na styku podsypki i gruntu,

- dla podstawy nachylonej - na styku budowli z podłożem, w płaszczyźnie poziomej przechodzącej przez najniższy punkt podstawy i w płaszczyźnie, w której ze względu na ukształtowanie zbocza może wystąpić najmniejszy opór.

Należy sprawdzić warunek

Q_tr  m_t Q_tf

(33)

w którym:

Q_tr - obliczeniowa wartość składowej stycznej (poziomej) obciążenia w płaszczyźnie ścięcia,

m_t = 0,9 - w przypadku obciążenia naziomu q ≥ 10 kPa,

m_t = 0,95 - w pozostałych przypadkach,

Q_tf - suma rzutów na płaszczyznę ścięcia wszystkich sił obliczeniowych przeciwdziałających przesunięciu ściany.

W wartości Q_tf należy uwzględniać tarcie w płaszczyźnie ścięcia, spójność - jeżeli rozpatruje się ścięcie wewnątrz gruntu, część spójności (20-50%), jeżeli rozpatruje się ścięcie między podstawą fundamentu a gruntem oraz odpór gruntu znajdującego się przed ścianą oporową. Przy wyznaczaniu wartości odporu należy uwzględnić możliwość wystąpienia okresowych wykopów (np. w czasie wykonywania robót instalacyjnych) oraz zmniejszenie odporu ze względu na ograniczenie dopuszczalnych przemieszczeń (wartość pośrednia wg 3.6.5.1). Przy określaniu powierzchni płaszczyzny ścięcia należy uwzględnić rzeczywistą powierzchnię kontaktu fundamentu z gruntem, szczególnie gdy wypadkowa obciążeń wychodzi poza rdzeń podstawy fundamentu.

4.2.6. Sprawdzenie ogólnej stateczności ściany oporowej i uskoku naziomu.

Obliczenia sprawdzające należy przeprowadzić zgodnie z zasadami podanymi w 4.1 wg wzoru (31). Sprawdzenie warunku stateczności ogólnej należy przeprowadzać wariantowo, wprowadzając dla wartości parametrów gruntu w poszczególnych strefach raz współczynniki obliczeniowe zwiększające, drugi raz - zmniejszające. Dopuszcza się przeprowadzenie obliczeń uproszczonych, przyjmujących dla parametrów gruntu wartości charakterystyczne (normowe). W obliczeniach należy uwzględniać: najbardziej niekorzystne zestawienie sił wynikających z obciążenia naziomu, ciężaru konstrukcji i gruntu oraz ewentualnych obiektów sąsiadujących, wpływ oddziaływania wody gruntowej (wyporu, ciśnienia spływowego), a także możliwość powstania wykopów osłabiających (np. w czasie robót instalacyjnych).

Obliczenia należy przeprowadzać jedną z metod opartych na analizie walcowych, spiralnych lub łamanych linii poślizgu (np. w przypadku możliwości wystąpienia poślizgów na granicy podłoża skalnego, silnie zwartego lub wewnątrz warstw skalnych). Wartości współczynników korekcyjnych m, zależne od rodzajów ściany i sposobu przeprowadzania obliczeń, podano w tabl. 11.

Tablica 11. Współczynniki korekcyjne m przy sprawdzeniu stateczności ogólnej ściany oporowej i uskoku naziomu

Lp.	Rodzaj ściany oporowej	Współczynniki korekcyjne m
				Obciążenia i parametry gruntu
				obliczeniowe	charakterystyczne
1	Ściany oporowe podtrzymujące uskok naziomu z górnym poziomem nieobciążonym, w rejonie niezabudowanym	1,0	0,90-0,85
2	Ściany oporowe podtrzymujące zbocze nieobciążone w rejonie niezabudowanym	0,95	0,85-0,80
3	Ściany oporowe podtrzymujące uskok naziomu z górnym poziomem nieobciążonym lub zbocze w sąsiedztwie zabudowy	0,90	0,80-0,75
4	Ściany podtrzymujące zbocze zabudowane lub uskok naziomu obciążony drogą albo linią kolejową w bezpośrednim sąsiedztwie zabudowy	0,85	0,75-0,70
5	Ściany podtrzymujące uskok naziomu z trasą ciężkich dźwigów w górnym poziomie	0,80	0,70-0,60

Większe wartości współczynników m, podane w tabl. 11 dla obciążeń parametrów charakterystycznych, należy przyjmować w przypadku szczegółowego rozpoznania warunków geotechnicznych, przeanalizowania wielu kołowych lub spiralnych linii poślizgu, uwzględnienia kilku możliwych postaci ścięcia, charakterystycznych wariantów obciążeń i możliwych zmian parametrów gruntu.

Mniejsze wartości współczynników m należy przyjmować w przypadku obliczeń uproszczonych, ograniczonych do obciążeń i powierzchni poślizgu najbardziej charakterystycznych w rozpatrywanych warunkach.

W obliczeniach dotyczących sprawdzania możliwości wystąpienia osuwiska zbocza łącznie ze ścianą oporową, wymagany współczynnik korekcyjny m powinien być dobrany indywidualnie, przy czym jego wartość nie może być większa niż 1,0 w przypadku wprowadzenia wartości obliczeniowych i 0,95 w przypadku wprowadzenia wartości charakterystycznych. Przy sprawdzeniu stateczności ogólnej zaleca się stosowanie metod i wzorów przedstawionych w załączniku 3.

4.3. Stany graniczne użytkowania ściany oporowej

4.3.1. Stany graniczne użytkowania obejmują:

a) osiadanie całkowite ściany oporowej,

b) różnicę osiadań wywołującą przechylenie ściany oporowej jako całości lub jej części wydzielonej dylatacjami,

c) przemieszczenie poziome ściany oporowej.

4.3.2. Zakres obliczeń stanu granicznego użytkowania.

Obliczenia osiadań i przemieszczeń należy wykonywać dla wszystkich ścian oporowych, z wyjątkiem przypadków gdy:

a) w poziomie posadowienia występują grunty skaliste,

b) w podłożu do głębokości równej 3-krotnej szerokości podstawy fundamentu występują żwiry, pospółki, piaski grubo- i średnioziarniste zagęszczone lub grunty spoiste w stanie zwartym i równocześnie projekt nie wymaga wyznaczenia parcia i odporu gruntu w pośrednim stanie przemieszczania (3.6.1),

c) w podłożu do głębokości równej 3-krotnej szerokości podstawy fundamentu występują grunty niespoiste, z wyjątkiem piasków drobnych i pylastych w stanie luźnym oraz grunty spoiste w stanie półzwartym i twardoplastycznym, a ponadto:

- wysokość całkowita ściany h_n nie przekracza 6,0 m,

- obciążenie naziomu nie przekracza 10 kPa,

- nie stawia się specjalnych wymagań dotyczących ograniczenia przemieszczeń ze względu na warunki eksploatacji samego obiektu lub obiektów towarzyszących.

4.3.3. Zasady obliczeń stanu granicznego użytkowania.

Obliczenie osiadań całkowitych należy przeprowadzać wg PN-81/B-03020.

Przechylenie fundamentu można wyznaczyć na podstawie rozwiązań dotyczących stanu naprężenia pod podstawą fundamentu obciążonego mimośrodowo, z pominięciem wpływu składowej poziomej obciążenia. Przy wyznaczaniu stanu naprężenia w podłożu, w przypadku sprawdzania przechylenia fundamentu i nierównomiernego osiadania, zaleca się stosowanie wzorów i tablicy zamieszczonych w załączniku 4.

Rys. 12

Obliczone wartości osiadań i przemieszczeń (rys. 12) nie powinny być większe niż odpowiednie wartości dopuszczalne, przyjęte w projekcie ze względu na warunki użytkowe, konstrukcyjne lub estetyczne. Jeżeli w projekcie nie przewiduje się specjalnych warunków ograniczających osiadanie lub przemieszczenie ściany, jako dopuszczalne można przyjmować wartości podane w tabl. 12.

Tablica 12. Dopuszczalne wartości osiadań i przemieszczeń

Lp.	Rodzaj osiadania lub przemieszczenia	Dopuszczalne wartości osiadań i przemieszczeń
1	Osiadanie średnie s0 nie większe niż	100 mm
2	Stosunek różnicy osiadań dwóch punktów położonych wzdłuż ściany do odległości tych punktów , nie większy niż:	^
^	a) dla ścian masywnych	0,002
^	b) dla ścian żelbetowych monolitycznych	0,002
^	c) dla ścian żelbetowych prefabrykowanych	0,003
3	Stosunek różnicy osiadań punktów w przekroju poprzecznym ściany do szerokości stopy fundamentowej , nie większy niż	0,006
4	Przemieszczenie względne korony ściany wywołane nierównomiernym osiadaniem gruntów w kierunku poprzecznym ściany , nie większe niż	0,006
5	Ugięcie względne korony ściany wywołane odkształceniem elementów konstrukcyjnych w kierunku poprzecznym ściany , nie większe niż	0,004
6	Ugięcie względne elementów żelbetowych , nie większe niż	0,01
7	Sumaryczne przemieszczenie korony ściany w kierunku poprzecznym ściany f = (f1 + f2 + f3 + f4), nie większe niż	0,015 h
[s - różnica osiadań dwóch punktów fundamentu,
ls - odległość między dwoma punktami, w których wyznacza się osiadanie,
B - szerokość podstawy fundamentu ściany oporowej,
h - całkowita wysokość ściany (od spodu stopy fundamentowej do korony ściany),
f1 f2 f3 f4 - poprzeczne poziome przemieszczenie korony ściany (rys. 12),
l - wysięg elementu wspornikowego lub połowa rozpiętości elementu podpartego na dwóch końcach.

5. WYMAGANIA KONSTRUKCYJNE I SPRAWDZENIE STANÓW GRANICZNYCH

5.1. Grubości elementów ścian oporowych oraz otulenia zbrojenia.

Jeżeli wysokość masywnej ściany (h_n) jest większa niż 1,5 m, to minimalna jej grubość w koronie powinna wynosić:

- dla ścian murowanych - 500 mm,

- dla ścian betonowych - 300 mm.

Jeżeli wysokość masywnej ściany (h_n) jest równa lub mniejsza niż 1,5 m, to minimalna jej grubość w koronie powinna wynosić:

- dla ścian murowanych - 250 mm,

- dla ścian betonowych - 150 mm.

Pochylenie ścian masywnych w stronę nasypu należy dostosować do wartości parcia gruntu lub materiału zasypowego i rodzaju materiału przewidywanego do wykonania ściany.

Pochylenie tylnej powierzchni ściany zaleca się projektować w granicach a:h = 1:4 do 1:12.

Minimalna grubość elementów żelbetowych powinna wynosić:

- dla płyty ściennej - 120 mm,

- dla płyty fundamentowej - 200 mm.

Minimalna grubość otulenia zbrojenia głównego od strony gruntu lub materiału zasypowego powinna wynosić:

- dla płyty ściennej prefabrykowanej - 30 mm,

- dla płyty ściennej monolitycznej obciążonej suchym gruntem lub materiałem zasypowym nie zawierającym czynników agresywnych - 30 mm,

- dla płyty ściennej w pozostałych przypadkach - 50 mm,

- w płycie fundamentowej, jeżeli pod fundamentem projektowana jest warstwa wyrównawcza z betonu grubości minimum 100 mm - 50 mm.

5.2. Zabezpieczenie korony ścian oporowych.

Korona ścian oporowych powinna być zabezpieczona od góry przed oddziaływaniem korozyjnym czynników atmosferycznych, np. przez wykonanie tzw. czapki z klinkieru, kamienia, betonu lub żelbetu. Pokrycie (czapka) powinna być wykonana ze spadkiem około 5% w kierunku zewnętrznej powierzchni ściany oporowej oraz powinna mieć kapinos.

W uzasadnionych przypadkach zabezpieczenie korony ściany oporowej można wykonać z betonu klasy nie niższej niż B15. Grubość tej warstwy betonu nie powinna być mniejsza niż 200 mm.

5.3. Zagłębienie ścian oporowych w gruncie powinno wynosić nie mniej niż:

a) 0,50 m w gruntach niewysadzinowych (nie dotyczy konstrukcji wodnych),

b) głębokość przemarzania, którą należy ustalać zgodnie z PN-81/B-03020 p. 2.2.2 dotyczy gruntów wysadzinowych,

c) D_min przyjmowane w obliczeniach oporu granicznego podłoża gruntowego.

Przy określaniu zagłębienia ściany oporowej należy uwzględnić możliwość wykonywania wykopów instalacyjnych w pobliżu ściany oporowej.

Zagłębienie ścian oporowych wspornikowych i kotwionych należy określać z warunków statycznych. Dla ścian oporowych posadowionych na palach obowiązują zalecenia wg PN-83/B-02482.

5.4. Posadowienie ścian oporowych.

Przy wykonywaniu wykopu fundamentowego należy pozostawić niewybraną warstwę gruntu o grubości 200 mm. Grunt ten należy usunąć ręcznie i podłoże pod fundament niezwłocznie przykryć co najmniej 100 mm warstwą betonu o zawartości cementu minimum 200 kg/m³.

Jeżeli pod fundamentem na długości ściany oporowej występuje podłoże o różnej nośności, szerokość płyty fundamentowej powinna być dostosowana do nośności gruntu.

W przypadku konieczności dostosowania podstawy fundamentu do konfiguracji terenu, można ją wykonać w spadku podłużnym do 20% lub kształtować fundament w formie stopni.

W przypadku niekorzystnych warunków gruntowych dopuszcza się posadowienie ściany oporowej na palach lub w inny sposób uzasadniony technicznie i ekonomicznie.

5.5. Przerwy dylatacyjne i robocze

5.5.1. Odległości między przerwami dylatacyjnymi, ze względu na wpływy termiczno-skurczowe,

nie powinny przekraczać wartości podanych w tabl. 13. W ścianach, w których przemieszczenie poziome jest utrudnione, rozstaw przerw należy przyjmować mniejszy od maksymalnego (np. w ścianach załamanych w rzucie odległości od narożnika do przerwy dylatacyjnej nie powinna przekraczać połowy rozstawu maksymalnego podanego w tabl. 13). Jeżeli rozstaw przerw będzie przyjmowany jak dla ścian żelbetowych, to zbrojenie poziome płyty ściennej, usytuowanej przy powierzchniach narażonych na wpływy atmosferyczne, nie powinno być dla stali A-0 mniejsze niż:

- _a = 0,15% dla ścian o grubości mniejszej niż 500 mm,

- F_a = 7,5 cm²/m dla ścian o grubości większej niż 500 mm.

W ścianach oporowych nie spełniających tego warunku, rozstaw przerw dylatacyjnych należy projektować jak dla ścian betonowych.

5.5.2. Odległości między przerwami dylatacyjnymi ze względu na osiadanie i wychylenia ścian

należy projektować uwzględniając miejsca zmiany nośności gruntu, obciążeń ściany oporowej lub zmian jej wysokości.

5.5.3. Kształtowanie przerw dylatacyjnych.

Przerwa dylatacyjna o szerokości od 10 do 20 mm powinna przecinać ścianę oporową od korony do spodu fundamentu. W płytach betonowych lub żelbetowych wzdłuż przerwy dylatacyjnej, od strony zewnętrznej, należy wykonać sfazowanie trapezowe lub trójkątne jak na rys. 13a. Przerwy mogą być wykonane jako płaskie (rys. 13a), płaskie z poziomymi dyblami (rys. 13b) lub zazębione (rys. 13c). Przerwy z dyblami lub zazębione należy projektować, jeżeli konieczne jest uniemożliwienie wzajemnych przesunięć ścian w miejscu przerwy dylatacyjnej.

Tablica 13. Rozstaw przerw dylatacyjnych

Rodzaj materiału użytego do wykonania ściany oporowej	Maksymalne odstępy pomiędzy przerwami dylatacyjnymi w ścianie oporowej, m
Ściany oporowe z kamienia
a) na zaprawie cementowo-wapiennej	40
b) na zaprawie cementowej	30
Ściany z cegły ceramicznej
a) na zaprawie cementowo-wapiennej	30
b) na zaprawie cementowej	15
Ściany z betonu
a) nasłonecznione	5
b) nienasłonecznione	10
Ściany żelbetowe
a) nasłonecznione	15
b) nienasłonecznione	20

Rys. 13

5.5.4. Poziome przerwy robocze w ścianach betonowych i żelbetowych

powinny przebiegać na całej długości elementu i powinny być wykonane w sposób pokazany na rys. 14 (rys. 14a - pomiędzy płytą fundamentową i płytą ścienną, rys. 14b - w ścianie betonowej). Pozioma przerwa robocza w płycie ściennej powinna być wykonana w miejscu poziomego styku zewnętrznego deskowania, w sposób pokazany na rys. 14b. W przerwie roboczej należy przewidzieć pionowe pręty łączące, usytuowane od strony krawędzi mniej ściskanej, w ilości nie mniejszej niż F_amin.

Rys. 14

5.6. Izolacje przeciwwilgotnościowe należy stosować na powierzchni ściany oporowej od strony gruntu lub materiału zasypowego. Warstwę izolacyjną należy stosować niezależnie od rodzaju zaprojektowanego odwodnienia. Izolacji można nie wykonywać tylko w wyjątkowych przypadkach przy zastosowaniu betonu klasy nie niższej niż B15, występowaniu materiału zasypowego nieagresywnego lub o słabym stopniu agresywności (wg PN-80/B-01800), z gruntów przepuszczalnych oraz przy dobrym odwodnieniu ściany. Izolację należy stosować zarówno na powierzchni ściany, jak i na elementach odciążających (np. wsporniki, płyty odciążające). Minimalny spadek warstwy izolacyjnej na tego rodzaju elementach powinien wynosić 5% w kierunku gruntu. Również górna powierzchnia fundamentu powinna mieć spadek minimum 5%.

Najprostszym typem izolacji jest dwu- lub trzykrotne nakładanie roztworów asfaltowych na powierzchnię ściany. W przypadku materiału lub gruntu zasypowego o silnym stopniu agresywności oraz w innych przypadkach uzasadnionych technicznie i ekonomicznie, należy projektować izolację z rolowych materiałów bitumicznych, z juty lub folii z tworzyw sztucznych. Warstwa izolacji powinna być chroniona od uszkodzeń mechanicznych. Uszczelnienie przerw dylatacyjnych jest niezbędne, jeżeli istnieje potrzeba zabezpieczenia ściany oporowej przed przeciekaniem wody gruntowej i wypłukiwaniem gruntu spoza ściany oporowej.

W zależności od wymaganego stopnia uszczelnienie przerw można zaprojektować:

- wypełnienie kitem sfazowania wzdłuż przerwy dylatacyjnej (niski stopień zabezpieczenia),

- zastosowanie elastycznej listwy w przerwie dylatacyjnej (wyższy stopień zabezpieczenia),

- zabetonowanie plastykowej wkładki (taśmy) uszczelniającej w osi dylatowanych elementów o szerokości min 200 mm przy przerwie płaskiej i minimum 300 mm przy przerwie zazębionej (najwyższy stopień zabezpieczenia).

5.7. Materiał zasypowy zaleca się stosować z gruntów mineralnych, rodzimych, niespoistych, o dobrych właściwościach drenujących, nieagresywnych lub o słabym stopniu agresywności (wg PN-80/B-01800). Dopuszcza się wykorzystanie miejscowych gruntów spoistych i przemysłowych materiałów odpadowych (popioły, żużle itp.) pod warunkiem właściwego ich ułożenia, zagęszczenia i odwodnienia. Nie należy stosować gruntów spoistych w stanie miękkoplastycznym. Kontrola zagęszczenia zasypu jest wymagana, gdy za ścianą oporową przewiduje się wykonanie innych konstrukcji podatnych na osiadanie lub zapadanie gruntu oraz dla ścian oporowych z gruntu zbrojonego. Wykonawstwo zasypu należy prowadzić zgodnie z PN-68/B-06050.

5.8. Odwodnienie w rejonie ściany oporowej

5.8.1. Odwodnienie w czasie wykonywania ściany oporowej.

Odwodnienie tymczasowe należy zaprojektować w ten sposób, żeby nastąpiło prawidłowe odprowadzenie wód powierzchniowych i gruntowych bez pogarszania stanu gruntu przyjętego w obliczeniach statycznych ściany oporowej. Jako odwodnienie powierzchniowe zaleca się stosowanie rowów opaskowych lub ciągów drenarskich. Przy pompowaniu wody z wykopu należy sprawdzić, czy ciśnienie spływowe nie naruszy stateczności skarpy i dna wykopu.

5.8.2. Odwodnienie stałe.

System odwodnienia powierzchniowego powinien zabezpieczać przed powstawaniem obszarów bezodpływowych. Dla odwodnienia powierzchniowego zaleca się stosowanie spadków powierzchni terenu, nawierzchni szczelnych, rowków i kanalików odprowadzających wodę oraz zbieraczy mułu. Jeżeli nie stosuje się nawierzchni szczelnej, spadek powierzchni terenu powyżej ściany oporowej powinien wynosić co najmniej 1%, a w pasie o szerokości 1,5 m przylegającym do ściany co najmniej 3%. System odwodnienia zasypu powinien zabezpieczać przed wpływem niekorzystnego parcia wód gruntowych, powstawaniem w gruncie nadmiernego ciśnienia wody w porach gruntu, nadmiernym parciem na ścianę oporową wywieranym przez soczewki zamarzające wody gruntowej lub ciśnieniem pęcznienia gruntu. Do odwodnienia zasypu zaleca się stosowanie warstw filtracyjnych, ciągów rurek drenarskich lub włókniny, otworów odpływowych przechodzących przez ścianę oporową oraz warstw nieprzepuszczalnych.

a) Warstwy filtracyjne. Zaleca się wykonywanie warstw filtracyjnych z pospółki, tłucznia, żwiru, piasku grubego i średnioziarnistego. Dla zabezpieczenia przed przemieszczaniem się cząstek gruntu z zasypu (zs) do otworów odpływowych lub rurek drenarskich, grunt wchodzący w skład warstwy filtracyjnej (wf) powinien spełniać następujące warunki:

w którym d₁₅, d₅₀ - średnice cząstek, dla których odpowiednio 15 i 50% próbki przechodzi przez sito o wymiarze oczek odpowiadającym danej średnicy.

Zaleca się przyjmować grubość warstwy filtracyjnej w zależności od współczynnika filtracji zasypu:

- dla zasypu z piasku o średnio i gruboziarnistego przy k = 10^-5 m/s - 0,3 m,

- dla zasypu z piasku drobnoziarnistego i pylastego przy k = 10^-6 m/s - 0,5 m,

- dla zasypu z pyłów, glin i iłów przy k = 10^-7 m/s - 1,0 m.

Przykłady najczęściej stosowanych warstw filtracyjnych przedstawiono na rys. 15.

Warstwę filtracyjną pionową (rys. 15a) zaleca się stosować w przypadku zasypów z gruntów piaszczystych, warstwę ukośną (rys. 15b) - w celu eliminacji nadmiernego ciśnienia spływowego wody lub nadmiernego ciśnienia wody w porach w słabo zagęszczonym zasypie, natomiast jednocześnie warstwę pionową i poziomą (lub ukośną) należy stosować w celu przyspieszenia konsolidacji zasypu z gruntu spoistego (rys. 15c i d).

W uzasadnionych ekonomicznie przypadkach zamiast warstwy filtracyjnej można stosować:

- cały zasyp z gruntu niespoistego spełniającego warunki jak dla warstwy filtracyjnej,

- włókninę,

- warstwę z betonu jamistego o grubości od 300 do 500 mm,

- warstwę z kamienia filtracyjnego (np. pumeks) o grubości od 50 do 150 mm.

b) Rurki drenarskie. Ciągi rurek drenarskich należy stosować w przypadku, gdy ze względów estetycznych lub technicznych nie wskazane jest wykonywanie zbyt gęstej siatki otworów odpływowych przechodzących przez ścianę oporową. Projekt ściany oporowej powinien zawierać również projekt drenażu.

c) Otwory odpływowe można stosować wszędzie tam, gdzie nie mają one wpływu na wygląd estetyczny ściany. Zaleca się stosować otwory odpływowe o minimalnej średnicy 100 mm, w rozstawach w części dolnej ściany od 1,5 do 2,0 m (w przypadku gdy nie stosuje się ciągów drenarskich). Od strony gruntu otwory odpływowe należy zabezpieczać filtrem odwrotnym przed wymywaniem drobnych cząstek z gruntu zasypowego.

Rys. 15

d) Uszczelnienie należy stosować w celu zabezpieczenia warstwy gruntu pylastego, na której posadowiono ścianę oporową, przed dopływem wód gruntowych lub infiltracyjnych w czasie nawałnicowych opadów deszczu (rys. 15c i d).

5.9. Sprawdzenie stanów granicznych konstrukcji

5.9.1. Ściany oporowe, masywne.

Przekroje ścian oporowych masywnych murowanych lub betonowych powinny być wymiarowane w taki sposób, aby w poszczególnych poziomych przekrojach ścian nie wystąpiły naprężenia rozciągające. Jeżeli nie można uniknąć występowania naprężeń rozciągających, należy projektować ścianę oporową jako konstrukcję zespoloną ceglano-żelbetową lub żelbetową. Wymiarowanie ścian oporowych masywnych należy przeprowadzić:

a) dla ścian oporowych z kamienia - wg PN-87/B-03003,

b) dla ścian oporowych z cegły - wg PN-87/B-03002,

c) dla ścian oporowych zespolonych ceglano-żelbetowych - wg PN-89/B-03340,

d) dla ścian oporowych betonowych - wg PN-84/B-03264.

5.9.2. Ściany oporowe masywne ze wspornikowymi płytami odciążającymi.

Przekroje ścian należy wymiarować wg 5.9.1 przyjmując parcie gruntu wg załącznika 1 p. 5. W płytach odciążających obowiązuje sprawdzenie stanu granicznego rozwarcia rys.

5.9.3. ściany oporowe kątowo-płytowe.

Płytę ścienną należy obliczać jako wspornik utwierdzony w płycie fundamentowej. Płytę fundamentową należy obliczać jako wspornik utwierdzony w płycie pionowej. W ścianach o h_n > 3 m należy w miejscu połączenia płyty ściennej z płytą fundamentową zastosować od strony gruntu lub materiału zasypowego skos o boku około 200 mm. Jeżeli w ścianie występuje lokalna zmiana schematu statycznego (np. ściana załamana w rzucie), należy w tych miejscach zaprojektować odpowiednie zbrojenie. Wymiarowanie płyt należy przeprowadzać wg PN-84/B-03264. W płytach ściennych obowiązuje sprawdzanie stanu granicznego rozwarcia rys.

5.9.4. Ściany oporowe kątowe płytowo-żebrowe.

Płyty ścienne można obliczać jako dwukierunkowo zbrojone oparte na żebrach i płycie fundamentowej lub jako płyty jednokierunkowe zbrojone, wieloprzęsłowe, o rozpiętości równej rozstawowi żeber. W płytach ściennych obliczanych jako jednokierunkowo zbrojone, jeżeli nie są one oddylatowane od płyt fundamentowych, należy zaprojektować odpowiednie zbrojenie pionowe przejmujące momenty zginające w płaszczyźnie pionowej. Płyty fundamentowe należy obliczać podobnie jak płyty ścienne. Żebra ścian oporowych płytowo-żebrowych należy obliczać jako elementy wspornikowe zamocowane w płycie fundamentowej. Strzemiona poziome należy obliczać na oderwanie płyty ściennej, a strzemiona pionowe na odrywanie płyty fundamentowej. Wymiarowanie elementów ścian oporowych płytowo-żebrowych należy przeprowadzać wg PN-84/B-03264. W płytach ściennych i żebrach obowiązuje sprawdzenie stanu granicznego rozwarcia rys.

KONIEC

Załączników 5

Informacje dodatkowe

ZAŁĄCZNIK 1

PARCIE I ODPÓR W SZCZEGÓLNYCH PRZYPADKACH

1. Wpływ spójności gruntu na parcie graniczne. Można przyjąć, że błąd powstały na skutek niespełnienia w gruntach spoistych wszystkich założeń Coulomba ma nieznaczny wpływ na uzyskane wyniki.

a) Ściana pionowa, naziom poziomy obciążony równomiernie, δ⁽ⁿ⁾ = 0 (rys. Z1-1a). Jednostkowe parcie graniczne należy wyznaczać wg wzoru

(Z1-1)

w którym:

γ⁽ⁿ⁾ - wartość charakterystyczna ciężaru objętościowego gruntu,

c⁽ⁿ⁾ - wartość charakterystyczna spójności gruntu,

h_z - wysokość zastępcza wg wzoru (4),

K_a - współczynnik parcia granicznego wg wzoru (3).

Wysokość zastępczą uwzględniającą wpływ spójności gruntu należy wyznaczać wg wzoru

(Z1-2)

b) Ściana nachylona, naziom nachylony obciążony równomiernie. δ⁽ⁿ⁾  0 (rys. Z1-1b). Jednostkowe parcie graniczne należy wyznaczyć z następujących wzorów:

- wypadkowe obciążenia naziomu q_c z naprężenia izotropowego σ_H = c⁽ⁿ⁾ x ctg ⁽ⁿ⁾ i obciążenia równomiernie rozłożonego - q_n, przy założeniu ₁ = 

(Z1-3)

(Z1-4)

- wysokość zastępcza:

(Z1-5)

Rys. Z1-1

- jednostkowe parcie gruntu bez uwzględnienia naprężenia izotropowego σ_H

(Z1-6)

- składowa normalna jednostkowego parcia granicznego gruntu

(Z1-7)

- składowa styczna jednostkowego parcia granicznego gruntu

(Z1-8)

- wypadkowa jednostkowego parcia granicznego gruntu spoistego

(Z1-9)

We wzorach tych:

K_a - współczynnik parcia granicznego wg wzoru (5),

δ⁽ⁿ⁾₂ - kąt tarcia gruntu o ścianę wg 2.3,

δ₁ - kąt odchylenia wypadkowego obciążenia naziomu od normalnej do naziomu (wzór Z1-3).

Rys. Z1-2

2. Wpływ spójności gruntu na odpór graniczny. Można przyjąć, że błąd powstały na skutek niespełnienia w gruntach spoistych wszystkich warunków Coulomba jest redukowany za pomocą współczynnika korekcyjnego .

a) ściana pionowa, naziom poziomy obciążony równomiernie, δ⁽ⁿ⁾ = 0 (rys. Z1-2a)

(Z1-10)

w którym:

 - współczynnik korekcyjny uwzględniający błąd jaki popełnia się zakładając płaską powierzchnią odłamu (tabl. 4),

c⁽ⁿ⁾ - wartość charakterystyczna spójności gruntu,

K_p - współczynnik odporu granicznego wyznaczony wg wzoru (8),

h_z - wysokość zastępcza wyznaczona wg wzoru (4),

h_c - wysokość zastępcza uwzględniająca wpływ spójności gruntu wyznaczona wg wzoru

(Z1-11)

b) Ściana nachylona, naziom nachylony obciążony równomiernie. δ⁽ⁿ⁾  0 (rys. Z1-2b). Jednostkowy odpór graniczny można wyznaczyć ze wzorów:

- wypadkowe obciążenie naziomu qc z naprężenia izotropowego H = c⁽ⁿ⁾ x ctg ⁽ⁿ⁾ i obciążenia równomiernie rozłożonego q_n, przy założeniu ₁ = 

(Z1-12)

(Z1-13)

- wysokość zastępcza

(Z1-14)

- jednostkowy odpór graniczny gruntu bez uwzględnienia naprężenia izotropowego σ_H

(Z1-15)

- składowa normalna jednostkowego odporu granicznego gruntu

(Z1-16)

- składowa styczna jednostkowego odporu granicznego gruntu

(Z1-17)

- wypadkowa jednostkowego odporu granicznego gruntu

(Z1-18)

We wzorach tych:

K_p - współczynnik odporu granicznego wg wzoru (9),

δ⁽ⁿ⁾₂ - kąt tarcia gruntu o ścianę wg 2.3,

δ₁ - kąt odchylenia wypadkowego obciążenia naziomu od normalnej do naziomu (wzór Z1-12).

3. Parcie wywołane obciążeniem liniowym działającym w naziomie

a) Parcie graniczne

Rys. Z1-3

Wypadkową dodatkowego parcia granicznego wywołanego obciążeniem liniowym należy wyznaczyć wg wzoru

(Z1-19)

w którym

(Z1-20)

Jednostkowe parcie granicznie należy wyznaczyć wg wzorów:

(Z1-21)

w których:

(Z1-22)

(Z1-23)

(Z1-24)

K_a - współczynnik parcia wg wzoru (3) dla  =  = 0.

b) Parcie pośrednie (sprężyste)

Rys. Z1-4

Jednostkowe parcie pośrednie (sprężyste) wywołane obciążeniem liniowym należy wyznaczyć wg wzorów:

dla

(Z1-25)

dla

(Z1-26)

Wypadkowa parcia pośredniego, wywołanego obciążeniem liniowym, jest równoważna polu powierzchni wykresu jednostkowego parcia na wysokości ściany.

4. Parcie gruntów poniżej zwierciadła wody gruntowej. W przypadku występowania ustabilizowanego zwierciadła wody gruntowej za ścianą oporową należy w obliczeniach parcia uwzględnić, oprócz parcia gruntu, również parcie hydrostatyczne wody gruntowej (rys. Z1-5).

Parcie gruntu nawodnionego należy wyznaczać uwzględniając naprężenia efektywne i efektywne wartości ' i c'. W przypadku gruntów wrażliwych na przemarzanie należy stosować systemy odwodnienia uniemożliwiające zbieranie się wody za ścianą.

Rys. Z1-5

Przy posadowieniu ściany oporowej na warstwie nieprzepuszczalnej gruntu należy dodatkowo uwzględnić parcie wody w czasie ulewnych deszczów, w zależności od przyjętego sposobu odwodnienia.

5. Parcie gruntu na ściany oporowe ze wspornikiem lub płytą odciążającą. Przy sprawdzaniu stanów granicznych gruntu i konstrukcji ścian oporowych ze wspornikiem lub płytą odciążającą należy w obliczeniach parcia gruntu uwzględnić efekt przesłaniania (rys. Z1-6).

6. Parcie gruntu w przypadku sprawdzania stanów granicznych gruntu dla kątowych ścian oporowych

Przy sprawdzaniu stanów granicznych gruntu dla kątowych ścian oporowych, dla pionowej ściany, poziomego naziomu i kąta tarcia gruntu o ścianą δ⁽ⁿ⁾₂ = 0, dopuszcza się założenie, że parcie działa na pionową płaszczyzną (A-A) przeprowadzoną przez krawędź odsadki od strony gruntu (rys. Z1-7).

Schemat na rys. Z1-7 można również przyjmować dla ścian oporowych nieznacznie odchylonych od pionu (||  10°) i przy niewielkim nachyleniu naziomu (||  10°).

W pozostałych przypadkach zaleca się przyjęcie sztywnego klina za ścianą oporową i obliczenie parcia wg schematów przedstawionych na rys. Z1-8.

Przy sprawdzaniu stanów granicznych konstrukcji ściany oporowej należy przyjmować parcie na całej wysokości ściany (rys. 4). Przy wyznaczaniu momentów i sił poprzecznych można pominąć składową styczną parcia.

7. Parcie gruntu na obudowy wykopów. W obliczeniach parcia gruntu na obudowy wykopów należy uwzględnić zmieniony rozkład jednostkowego parcia spowodowany odkształceniem i przemieszczeniem ściany. Dopuszcza się przyjmowanie zmienionego rozkładu parcia wg zasad podanych na rys. Z1-9. Składową poziomą jednostkowego parcia granicznego gruntu e_ah należy wyznaczać jak wartość e_a wg 3.6.2.2 lub załącznika 1 p. 1a) (dla z = h).

Rys. Z1-6

Rys. Z1-7

Rys. Z1-8

W przypadku gruntów spoistych w stanie miękko-plastycznym, zaleca się przyjmować trójkątny rozkład jednostkowego parcia gruntu. Jeżeli za odbudową wykopu występuje stałe zwierciadło wody gruntowej, hydrostatyczne parcie wody nie podlega zmianom podanym na rys. Z1-9.

8. Parcie silosowe gruntu. Parcie silosowe należy uwzględniać w przypadku ścian oporowych typu kaszycowego lub skrzyniowego. Parcie to jest wywierane przez zasyp wypełniający kaszyce lub skrzynie. Parcie silosowe występuje także przy innych typach ścian oporowych, gdy blisko za nimi znajduje się ściana skalna. Maksymalną wartość jednostkowego parcia silosowego można wyznaczyć wg wzoru

(Z1-27)

w którym:

h_s - głębokość, na której występuje efekt silosowy; wyznacza się ją w zależności od średniej szerokości zasypu za ścianą oporową b_m (rys. Z1-10),

K - współczynnik parcia (granicznego, pośredniego lub spoczynkowego).

Rys. Z1-9

Rys. Z1-10

9. Parcie i odpór gruntów uwarstwionych. Parcie i odpór gruntów we wszystkich stanach przemieszczenia, w danej warstwie gruntu należy wyznaczać wg zaleceń 3.6.2, 3.6.3, 3.6.4 i 3.6.5 oraz załącznika 1, p. 1 i 2, przyjmując zamiast q_n zastępcze obciążenie naziomu dla danej warstwy (rys. Z1-11):

(Z1-28)

Wypadkowe parcia (lub odporu) w poszczególnych warstwach wyznacza się zgodnie z zasadami podanymi w 3.6.6. W przypadku różnych nachyleń wypadkowych w poszczególnych warstwach można wyznaczyć ogólną wypadkową parcia (lub odporu) i jej położenie, za pomocą metody graficznej.

Rys. Z1-11

10. Parcie i odpór gruntu na ścianę o załamanym kształcie. Jednostkowe parcie i odpór gruntu we wszystkich stanach przemieszczenia, w przypadku ściany o załamanym kształcie należy wyznaczać zgodnie z zaleceniami niniejszego załącznika p. 9, dzieląc ośrodek gruntowy na warstwy odpowiadające poszczególnym odcinkom ściany załamanej (rys. Z1-12).

Rys. Z1-12

11. Parcie i odpór gruntu w przypadku złożonego kształtu naziomu i zróżnicowanych obciążeń w obrębie klina odłamu (rys. Z1-13).

Rys. Z1-13

W przypadku występowania złożonego kształtu naziomu i zróżnicowanych obciążeń zaleca się przeprowadzenie obliczeń wg założeń Coulomba dla różnych nachyleń płaszczyzny odłamu  i przyjęcie zasady maksymalizacji parcia i minimalizacji odporu. W przypadku odporu gruntu należy w obliczeniach stosować współczynnik korekcyjny 17 wg tabl. 4.

12. Zmiana rozkładu jednostkowego odporu gruntu. Zaleca się przyjmowanie rozkładu jednostkowego odporu gruntu i położenia wypadkowej odporu, w zależności od schematu przemieszczenia ściany oporowej. Zmienny rozkład jednostkowy odporu granicznego gruntu można przyjmować wg rys. Z1-14.

Zmiany rozkładu jednostkowego odporu pośredniego gruntu można przyjmować zgodnie z zaleceniami podanymi na rys. Z1-15.

Jeżeli za ścianą oporową występuje stałe zwierciadło wody gruntowej, hydrostatyczne parcie wody nie podlega zmianom podanym na rys. Z1-14 i Z1-15.

Rys. Z1-14

Rys. Z1-15

ZAŁĄCZNIK 2

WYZNACZANIE OPORU GRANICZNEGO PODŁOŻA

W przypadku fundamentu ciągłego obciążonego siłą nachyloną Q na mimośrodzie e, jeżeli nie przeprowadza się bardziej szczegółowych analiz, opór graniczny podłoża można określić wg wzorów i współczynników podanych w PN-81/B-03020. Opór graniczny w przypadku nachylenia podstawy fundamentu pod kątem  do poziomu i nachylenia zbocza pod kątem  do poziomu, przy oznaczeniach jak na rys Z2, określić można wzorem (Z2-1), w którym oprócz mnożników i_C, i_D, i_B wg PN-81/B-03020, należy wprowadzić mnożniki z dodatkowymi indeksami f w przypadku nachylenia podstawy fundamentu oraz (lub) indeksami g w przypadku nachylenia zbocza.

Rys. Z2

(Z2-1)

Mnożniki te określają wyrażenia poniżej podane.

a) Wyrażenia uwzględniające nachylenie podstawy fundamentu

(Z2-2)

(Z2-3)

dla ^(r)_u = 0

(Z2-4)

gdzie  wyrażone jest w radianach.

b) Wyrażenia uwzględniające nachylenie zbocza

(Z2-5)

(Z2-6)

dla ^(r)_u = 0

(Z2-7)

Pozostałe oznaczenia we wzorze (Z2-1):

(B - szerokość podstawy fundamentu, e - mimośród działania obciążenia),

D_min - głębokość posadowienia, mierzona od najniższego poziomu terenu,

N_c, N_D, N_B - współczynniki nośności, zależne od wartości  = ^(r)_u wg PN-81/B-03020,

c^(r)_u - obliczeniowa wartość spójności gruntu zalegającego bezpośrednio poniżej poziomu posadowienia, kPa,

^(r)_u - obliczeniowa wartość kąta tarcia wewnętrznego gruntu zalegającego bezpośrednio poniżej poziomu posadowienia, °,

ρ^(r)_D, ρ^(r)_B - obliczeniowe średnie gęstości objętościowe gruntów zalegających poniżej i powyżej poziomu posadowienia t x m^-3,

g - przyspieszenie ziemskie, m x s^-2,

i_c, i_D, i_B - współczynniki wpływu nachylenia wypadkowej obciążenia, wg PN-81/B-03020.

Wzory (Z2-2)-(Z2-7) mogą być stosowane do wartości  < 45° i  < 45°; wymaga się przy tym, aby  < . Wartość Q_Nf wg wzoru (Z2-1) odnosi się do składowej normalnej całkowitego oporu podłoża.

ZAŁĄCZNIK 3

SPRAWDZENIE WARUNKÓW OGÓLNEJ STATECZNOŚCI ŚCIANY OPOROWEJ I USKOKU NAZIOMU

W ocenie stateczności ogólnej ściany oporowej i uskoku naziomu, przy założeniu walcowych powierzchni poślizgu, można stosować metodę Felleniusa lub Bishopa.

Metoda Felleniusa

Wartości działających obciążeń powinny spełniać warunek

Mo  mM_u

(Z3-1)

w którym:

M_u - moment utrzymujący, w stosunku do punktu 0,

M_o - moment obracający (ścinający) w stosunku do punktu 0,

m - współczynnik korekcyjny wg 4.2.6 i tabl. 11, zależny od rodzaju ściany oporowej i sposobu przeprowadzania obliczeń.

Wartości sprowadzone momentów M_u i M_o określają wzory:

(Z3-2)

(Z3-3)

w którym:

G_i - ciężar bloku i,

_i - kąt tarcia wewnętrznego na odcinku l_i,

c_i - spójność na odcinku l_i,

_i, l_i - wartość geometryczna wg rys. Z3-1.

Rys. Z3-1

Metoda Bishopa

Rys. Z3-2

Warunek (Z3-1) w metodzie Bishopa przedstawić można w postaci

(Z3-4)

w którym:

(Z3-5)

' - wartość efektywnego kąta tarcia wewnętrznego gruntu,

c' - wartość efektywnej spójności gruntu,

u_i - ciśnienie wody w porach gruntu w podstawie wycinka i.

Współczynnik m występuje po obu stronach równania wg (Z3-4). Należy go wyznaczyć metodą kolejnych przybliżeń. Do wyznaczania wartości M_i (), w zależności od ₁, można wykorzystać nomogram przedstawiony na rys. Z3-3.

Rys. Z3-3

Zsuw wzdłuż nachylonej lub poziomej płaszczyzny

Wartości działających obciążeń powinny spełniać warunek

(Z3-6)

w którym:

E_a = wypadkowa parcia,

E_p = wypadkowa odporu wg rys. Z3-4.

Wpływ ciśnienia spływowego na ogólna stateczność ściany oporowej i zbocza. Jeżeli w zboczu, wskutek różnicy poziomów wody gruntowej, występuje przepływ wody, przy sprawdzaniu warunku ogólnej stateczności (wzory Z3-1, Z3-4, Z3-6) wpływ ciśnienia spływowego należy uwzględnić dodając:

- we wzorze (Z3-1) do wartości M_o dodatkowy moment

- w mianowniku wzoru (Z3-4) dodatkową wartość sprowadzoną momentu
lub

- we wzorze (Z3-6) do wartości Q_t dodatkową siłę S_o = P_s.

Rys. Z3-4

Wartości M_o i S_o można określić w sposób przybliżony, zgodnie z konstrukcją przedstawioną na rys. Z3-5 i Z3-6.

(Z3-7)

w którym:

P_s - siła ciśnienia spływowego, przechodząca przez środek ciężkości obszaru nawodnionego,

V_w - objętość obszaru nawodnionego (obszar zakreskowany na rys. Z3-5),

i - średni spadek hydrauliczny
- wg rys. Z3-5,

γ_w - ciężar objętościowy wody,

R_s - promień działania siły P_s w stosunku do środka obrotu O.

Rys. Z3-6

(Z3-8)

Oznaczenia jak we wzorze (Z3-7)

Rys. Z3-5

ZAŁĄCZNIK 4

WYZNACZANIE OSIADAŃ ŚREDNICH FUNDAMENTU, OSIADAŃ KRAWĘDZI I PRZECHYLENIA ŚCIANY OPOROWEJ

1. Osiadanie i przechylenie fundamentu posadowionego na podłożu jednorodnym (grunt jednorodny do głębokości z > 4B pod podstawą fundamentu)

Rys. Z4-1

Średnie osiadanie fundamentu s_o określić można wzorem

(Z4-1)

Średnie przechylenie fundamentu _o określić można wzorem

(Z4-2)

w których:

p, q, s - składowe oddziaływań wg rys. Z4-1,

B - szerokość fundamentu,

E_o - moduł odkształcenia gruntu,

 - współczynnik Poissona gruntu.

Osiadania krawędzi fundamentu określa się wzorami:

(Z4-3)

Przemieszczenia poziome górnej krawędzi ściany oporowej określa się wg wzoru

f₂ = _oh

(Z4-4)

w którym h - wysokość całkowita ściany oporowej.

2. Osiadanie średnie i krawędziowe fundamentu posadowionego na gruncie uwarstwionym

Rys. Z4-2

(Z4-5)

w którym:

s_j - osiadania odpowiednio punktów j = 0, 1, 2 (rys. Z4-2),

σ_jzi - składowa pionowa naprężenia w osi j na poziomie z_i,

h_i - grubość warstwy i,

M_oi - edometryczny moduł ściśliwości warstwy.

Wartości składowych naprężeń σ_jzi, przy określaniu składowych nacisków pionowych fundamentu wg rys. Z4-3, określa się wzorami:

(Z4-6)

Rys. Z4-3)

Przechylenie fundamentu wyznacza się wg wzoru

(Z4-7)

Przemieszczenie poziome górnej krawędzi ściany oporowej określa się wg wzoru

(Z4-8)

Tablica Z4-1. Wartość współczynników k₀, k₁, k₀, k₁, k₂

z/B	k0	k1	k0	k1	k2
0,00	1,000	0,500	0,50	0,50	0,00
0,25	0,960	0,496	0,48	0,42	0,08
0,50	0,820	0,481	0,41	0,35	0,13
0,75	0,668	0,450	0,33	0,29	0,15
1,00	0,542	0,410	0,28	0,25	0,16
1,50	0,396	0,332	0,20	0,19	0,15
2,00	0,306	0,275	0,15	0,15	0,14
2,50	0,245	0,231	0,13	0,12	0,13
3,00	0,208	0,198	0,11	0,10	0,10
4,00	0,160	0,153	0,08	0,08	0,08
5,00	0,126	0,124	0,06	0,06	0,06

Rys. Z4-4

Sumowanie osiadań
poszczególnych warstw geotechnicznych przy wyznaczaniu osiadania fundamentu s_j (wzór Z4-5) należy przeprowadzać do głębokości z_max, na której jest spełniony warunek:

w którym:

σ_jzmax - naprężenie w podłożu w pionie przechodzącym przez punkt j, na głębokości z_max wywołane przyłożonym obciążeniem zewnętrznym,

σ_zmaxρ - naprężenie pierwotne na głębokości z_max

3. Przemieszczenie poziome podstawy fundamentu (_f_). Podstawowe schematy budowy podłoża (rys. Z4-5).

Rys. Z4-5

h_w - obliczeniowa miąższość przemieszczającej się warstwy

E_o, E_oi, E_oI, E_oII - moduły odkształcenia gruntu przemieszczających się warstw

Przybliżone obliczenia przemieszczeń poziomych f₁, w zależności od rodzaju gruntu i schematu budowy podłoża, można przeprowadzić wg następujących wzorów:

- w przypadku gruntów niespoistych i spoistych o współczynniku c^o_V > 0,0004 gdzie:

w którym:

a_V - współczynnik ściśliwości,

k - współczynnik filtracji,

e - wskaźnik porowatości,

M_o - moduł ściśliwości pierwotnej,

γ_W - ciężar objętościowy wody,

dla podłoży jednorodnych

(Z4-9)

dla podłoży uwarstwionych poziomo (h_i  h_w)

(Z4-10)

dla podłoży uwarstwionych pionowo

(Z4-11)

Funkcję , przy
określa się wg wzoru

(Z4-12)

w którym:

_i - funkcja określana przy
- zagłębienie spodu warstwy i w stosunku do podstawy fundamentu),

f₁ - przemieszczenie poziome podstawy fundamentu,

Q_H - obciążenie poziome,

l₁ - długość odcinka obliczeniowego, przyjmowana dla układu płaskiego 1,0 m,

k_u - współczynnik bezwymiarowy równy: 1,1 dla piasków i 0,85 dla glin,

h_w - obliczeniowa miąższość przemieszczającej się warstwy, przyjmowana jako h_w = 0,4 (B + l_a), gdzie B - szerokość podstawy budowli, l_a - długość ewentualnych elementów kotwiących lub długość wyparcia klina strefy odporu,

 - współczynnik rozszerzalności bocznej gruntu (Poissona),

- w przypadku gruntów spoistych o współczynniku c^o_V < 0,0004 i gruntów mających tendencję do pełzania stosuje się wzór:

(Z4-13)

w którym:

f_a1 - wg wzorów (Z4-9)-(Z4-11),

f_jib - przemieszczenie poziome, wynikające z pełzania gruntu (dla gruntów o 0  I_L  0,5 f_1b = 0,35f_1b, a przy I_L > 0,5 określane na podstawie badań).

Graniczne przemieszczenia poziome f_1gr określa się na podstawie wzoru

(Z4-14)

w którym:

Q_Hgr - graniczna siła ścinająca,

h_gr - grubość wypieranej warstwy w chwili osiągnięcia stanu granicznego, przyjmowana jako h_gr = 0,4B + 0,3h_a,

h_a - obliczeniowa grubość warstwy ściskanej, określona jako głębokość, na której obliczeniowa wartość naprężeń pionowych wywołanych pionową składową obciążenia zewnętrznego równa się wartości 0,5γ_ha,

E_ha - moduł odkształcenia gruntu na głębokości h_a,

m_f - współczynnik bezwymiarowy określany na podstawie próbnego obciążenia przesuwanego bloku wg wzoru

w którym:

₂ - kąt nachylenia krzywej zależności naprężeń ścinających, odpowiadających przemieszczeniu sprężysto-plastycznemu f_gr bloku, przyjmowany wg rys. Z4-6,

₁ - kąt nachylenia wymienionej krzywej przy przemieszczeniu sprężystym f_s bloku, wg rys. Z4-6.

Rys. Z4-6

_gr i _s - naprężenia ścinające w podstawie bloku odpowiednio przy odkształceniach granicznych i sprężystych

Do obliczeń wstępnych wartości m_f można przyjmować:

- dla piasków średnio zagęszczonych i zagęszczonych m_f = 0,7-0,8,

- dla gruntów gliniastych o konsystencji półzwartej i twardoplastycznej m_f = 0,6-0,7.

ZAŁĄCZNIK 5

ŚCIANY OPOROWE Z GRUNTU ZBROJONEGO

1. Zasady ogólne. Ściany oporowe z gruntu zbrojonego można stosować we wszystkich rodzajach budownictwa; zaleca się szczególnie w budownictwie komunikacyjnym. Duża odporność na odkształcenia podłoża pozwala posadawiać je na gruntach ściśliwych. Norma nie zawiera wymagań specjalnych dotyczących wykonawstwa i wymiarowania ścian oporowych z gruntu zbrojonego w budownictwie hydrotechnicznym oraz budowli specjalnych (np. przyczółki mostowe, podłoże torów poddźwigowych) lub podlegających działaniu środowiska agresywnego.

Schemat ściany oporowej z gruntu zbrojonego, przyjęte podstawowe oznaczenia oraz zasadą określania obliczeniowej wysokości ściany h₀ przedstawiono na rys. Z5-1 (dla h₁ = 0 wysokość obliczeniowa h₀ = h).

Rys. Z5-1

Zaleca się, aby długość zbrojenia L ≥ 0,8 h₀. Głębokość posadowienia masywu D należy określać zgodnie z PN-81/B-03020, przy czym zagłębienie to nie powinno być mniejsze niż wartości podane w tabl. Z5-1.

Tablica Z5-1. Zagłębienie minimalne ściany oporowej w gruncie

Kąt nachylenia terenu	Zagłębienie minimalne Dmin
1 =0°	h0/20
1 = 18°	h0/10
1 = 27°	h0/7
1 = 34°	h0/5

Ze względu na trwałość ściany oporowej, niezbędne parametry fizyczne i mechaniczne oraz technologie wykonawstwa, stosowane materiały powinny spełniać wymagania określone w niniejszym załączniku w p. 2.1-2.4. Przy doborze materiałów, zabezpieczeń antykorozyjnych oraz wymiarowaniu elementów konstrukcji należy uwzględniać rodzaj środowiska otaczającego ścianą oporową. Wyróżnia się:

- środowisko nienawodnione,

- środowisko wodne, gdy ściana oporowa jest stale lub okresowo zanurzona w wodzie słodkiej (zawartość jonów [C1^-]  250 mg/l i [SO^--]  250 mg/l,

- środowisko morskie, gdy ściana oporowa jest stale lub okresowo zanurzona w wodzie morskiej,

- środowisko agresywne, gdy ściana oporowa jest stale lub okresowo poddana działaniu związków chemicznych powodujących korozję.

Ze wzglądu na trwałość ściany oporowej wyróżnia się:

- ściany oporowe tymczasowe, o minimalnym okresie użytkowania do 5 lat,

- ściany oporowe okresowe o okresie użytkowania od 5 do 30 lat,

- ściany oporowe stałe o okresie użytkowania od 70 do 100 lat.

2. Materiały

2.1. Grunt zasypowy. Zaleca się stosować grunty mineralne rodzime, niespoiste, bez domieszek części organicznych, o dobrych własnościach drenujących, nieagresywne w stosunku do zbrojenia i ścian osłonowych, o wysokim kącie tarcia wewnętrznego, głównie piaski i żwiry. Dopuszcza się stosowanie innych materiałów spełniających podane w normie wymagania (tabl. Z5-2, Z5-3), pod warunkiem wykonania pełnych badań cech fizycznych, mechanicznych, chemicznych i elektrochemicznych. Zalecane parametry materiału zasypowego i środowiska otaczającego ścianą oporową zestawiono w tabl. Z5-2 i Z5-3. Wartości współczynników tarcia gruntu o materiał zbrojenia należy określić wg niniejszego załącznika p. 2.3.

2.2. Zbrojenie gruntu należy wykonywać z materiałów o odpowiednich własnościach wytrzymałościowych, odpornych na korozję. Dla zwiększenia przyczepności zbrojenia i gruntów zaleca się stosowanie materiałów karbowanych. Wszystkie elementy metalowe, stosowane w konstrukcjach z gruntu zbrojonego, należy wykonać z tego samego materiału. Dla zbrojenia stalowego zaleca się stosowanie stali miękkiej zwykłej (St0, St3S) lub cynkowanej. W przypadku gdy stosuje się grunty zasypowe inne

Tablica Z5-2. Zalecane parametry geotechniczne gruntów zasypowych

Zawartość cząsteczek mniejszych od średnicy		Rodzaj zbrojenia	Kąt tarcia wewnętrznego gruntu  lub kąt tarcia gruntu o zbrojenie δ	Przydatność materiału do zasypu konstrukcji z gruntu zbrojonego
d = 0,08 mm	d = 0,15 mm
 15%	 10%	dla wszystkich rodzajów zbrojenia	δ > 22°	materiał o dobrych własnościach mechanicznych
> 15%	10-20%	zbrojenie o dużej przyczepności (karbowane)	 ≥ 25°	materiał o zadowalających własnościach mechanicznych
				zbrojenie gładkie	δ ≥ 22°	materiał o zadowalających własnościach mechanicznych
		> 20%	nie należy stosować do ścian oporowych z gruntu zbrojonego

Tablica Z5-3. Dopuszczalny zakres parametrów fizykochemicznych dla materiału zasypowego

Lp.	Rodzaj parametru	Zakres parametru		Uwagi
					Grunty nienawodnione	Grunty nawodnione
1	pH gruntu	5-10	5-10		oznaczać na próbkach nasyconych wodą destylowaną i zagęszczonych analogicznie jak w warunkach naturalnych
2	Oporność właściwa	1000  cm	3000  cm
3	Stopień zawartości soli rozpuszczalnych dla gruntów rodzimych i materiałów pochodzenia przemysłowego o oporności właściwej 1000-5000  cm	[C1^-]  200 mg/kg	[C1^-]  100 mg/kg
					[SO^--]  1000 mg/kg	[SO^--]  500 mg/kg
4	Stopień całkowitej kwasowości	koncentracja siarki S < 300 mg/kg	koncentracja siarki S < 100 mg/kg	określa się tylko wtedy, gdy może występować [SO^--]
5	Zawartość części organicznych	-	wyrażone w węglu > 100 ppm	konieczna jest indywidualna ocena agresywności, jeżeli grunt zawiera części organiczne
6	Aktywność biologiczna	-	zawartość biotlenu 20 mg/kg; próg populacji bakterii, powinien być niższy niż 10 na gram gruntu	określa się dla ścian oporowych o wysokiej klasie trwałości

niż piaski i żwiry (grunty o zawartości > 15% frakcji mniejszych niż 0,08 mm, odpady przemysłowe) należy wykonać badania wstępne dla określenia, czy dane zbrojenie nadaje się dla danego zasypu. W tym celu należy określić parametry zasypu podane w tabl. Z5-3. Orientacyjny zakres stosowalności niektórych rodzajów zbrojenia podano w tabl. Z5-4.

Tablica Z5-4. Orientacyjny zakres stosowalności materiału zbrojenia

Metal	Zakres stosowalności
		pH wody		Opór właściwy gruntu zasypowego,  cm
		minimum	maksimum
Stal miękka, zwykła	6	-	5000
Stal galwanizowana	6	10	5000
Stop aluminiowy AG4MC	4,5	9	1000
Stal nierdzewna	-	-	-

Dla stali parametry wytrzymałościowe zbrojenia określa się wg PN-90/B-03200. Jako zbrojenie zaleca się płaskowniki o szerokości 40-120 mm i odpowiedniej grubości wynikającej z sił rozciągających w zbrojeniu oraz koniecznego zapasu ze względu na korozję materiału. Dla stali obliczeniową grubość zbrojenia g_r można określić wg wzoru

g_r = g_n - g_s

(Z5-1)

w którym:

g_n - nominalna grubość zbrojenia, mm,

g_s - strata grubości zbrojenia ze względu na korozję wg tabl. Z5-5, mm.

W przypadku stosowania innych materiałów (stal nierdzewna, aluminium, włókno szklane, powłoki antykorozyjne itp.) grubości zbrojenia należy określić na podstawie odpowiednich badań.

Zbrojenie ze ścianami osłonowymi zaleca się łączyć za pomocą śrub.

Tablica Z5-5. Orientacyjne wartości g_s, mm dla podstawowych materiałów

Rodzaj warunków	Minimalny okres użytkowania+
		budowle tymczasowe, 5 lat		budowle okresowe do 30 lat		budowle stałe
										do 70 lat		do 100 lat
		Rodzaj zbrojenia
		stal zwykła	stal ocynkowana	stal zwykła	stal ocynkowana	stal zwykła	stal ocynkowana	stal zwykła	stal ocynkowana
Grunty nienawodnione	0,5	0	1,5	0,5	3,0	1,0	4,0	1,5
Grunty nawodnione wodą słodką	0,5	0	2,0	1,0	4,0	1,5	5,0	2,0
W warunkach morskich	1,0	0	3,0	-	5,0	-	7,0	-
W warunkach szczególnie agresywnych	określa się na podstawie specjalnych badań

Podane wartości można interpolować liniowo w przedziałach 30-70 lat i 70-100 lat, zaokrąglając w górę do dziesiątej części mm.

2.3. Kąt tarcia gruntu po zbrojeniu. Dla gruntów zawierających więcej niż 15% frakcji mniejszych niż 0,08 mm należy wykonać badania kąta tarcia gruntu δ po gładkim zbrojeniu na próbkach nasyconych wodą, ścinanych szybko (z prędkością 1 mm/min) jak dla kąta tarcia wewnętrznego wg PN-88/B-04481 wg schematu podanego na rys. Z5-2. Dla zasypu zagęszczonego z piasków średnich, grubych lub żwirów i zbrojenia stalowego, współczynnik tarcia gruntu po zbrojeniu można przyjmować  = 0,4 dla zbrojenia gładkiego oraz  = 1,5 dla zbrojenia karbowanego (przy czym karbowanie powinno być dwustronne, prostopadłe do osi zbrojenia o minimalnej wysokości 3 mm i odległościach 45-55 mm). Wartość współczynnika tarcia wzdłuż zbrojenia można przyjmować jako stałą. Dla zbrojenia karbowanego wartość współczynnika tarcia  dla gruntów innych niż żwiry i piaski należy określać doświadczalnie w warunkach terenowych.

W obliczeniach wstępnych w przypadku zasypu zagęszczonego można stosować przybliżone oszacowanie współczynnika tarcia wg wzoru

(Z5-2)

w którym:

- wskaźnik równoziarnistości,

d₁₀, d₆₀ - średnice ziaren gruntu, których wraz z mniejszymi jest w gruncie 10% i odpowiednio 60% jego masy.

Dla zbrojenia karbowanego i gruntu zasypowego zagęszczonego należy uwzględniać zmianę współczynnika tarcia  z głębokością wg schematu przedstawionego na rys. Z5-3. Wartość współczynnika  na danym poziomie z określa się wg wzorów:

(Z5-3)

(Z5-4)

2.4. Ściany osłonowe zabezpieczające przed wysypywaniem i wymywaniem materiału zasypowego zaleca się wykonywać z prefabrykowanych elementów żelbetowych, betonowych lub wyrobów metalowych zgodnie z PN-90/B-03200 lub PN-84/B-03264.

Elementy metalowe należy wykonywać z tego samego materiału co zbrojenie gruntu. Szczeliny dylatacyjne między płytami prefabrykowanymi należy zabezpieczyć przed wymywaniem gruntu.

2.5. Drenaż. Masyw z gruntu zbrojonego nie może ulegać nasycaniu wodą i tworzyć nieprzepuszczalnej przesłony. Dla gruntów o zawartości cząstek o średnicach  0,008 mm większej niż 15% należy stosować pod i za masywem warstwy filtracyjne o miąższości 0,5-1,0 m z materiału gruboziarnistego zbierające i odprowadzające wodę. Do drenażu zaleca się stosować włókniny.

Rys. Z5-2

Rys. Z5-3

3. Obliczenia statyczne ścian oporowych z gruntu zbrojonego

3.1. Rodzaje stanu granicznego. Dla ścian oporowych z gruntu zbrojonego wyróżnia się:

- stan graniczny nośności obejmujący wyparcie podłoża, poślizg między masywem z gruntu zbrojonego i podłożem, stateczność uskoku naziomu, możliwość zerwania zbrojenia oraz poślizg zbrojenia w gruncie,

- stan graniczny użytkowania obejmujący osiadania i względną różnicę osiadań ściany oporowej.

3.2. Obciążenia obliczeniowe Q_r należy wyznaczyć zgodnie z rozdz. 3 normy, przy uwzględnieniu ciężaru własnego gruntu zasypowego i nasypu na koronie masywu, parcia gruntu, wyporu i parcia wody, ciężaru konstrukcji posadowionych na gruncie zbrojonym, obciążeń użytkowych stałych i zmiennych długookresowych oraz krótkookresowych. Współczynniki obciążenia γ_f określone wg PN-82/B-02000, PN-82/B-02001, należy dodatkowo zwiększyć o 20%. (Dla współczynników γ_f < 1 wg PN-82/B-02003, PN-82/B-02004 można przyjmować wartość γ_f = 1). Obliczeniowe parcie gruntu należy określić wg 3.7 niniejszej normy, stosując współczynnik obciążenia γ_f = 1,4.

3.3. Rozkład składowych naprężenia zależy od długości zbrojenia L i wysokości obliczeniowej h_o masywu z gruntu zbrojonego. Przy wyznaczaniu składowych obciążenia, zarówno w podstawie ściany oporowej jak i na danym poziomie zbrojenia, można stosować uproszczone schematy rozkładu składowych naprężenia przedstawione na rys. Z5-4a i b.

Rozkład naprężenia rozciągającego w zbrojeniu przedstawiono na rys. Z5-5a. Przy określaniu wartości wypadkowej siły rozciągającej w zbrojeniu można stosować następujące uproszczenia:

- stosunek naprężenia rozciągającego przy ścianie osłonowej do naprężenia maksymalnego
równy 0,75,

- zasięg strefy parcia czynnego w górnej części masywu gruntu zbrojonego równy 0,3 h_o, w dolnej - ograniczony płaszczyzną klina odłamu, nachyloną pod kątem
,

- linię maksymalnego naprężenia rozciągającego w zbrojeniu, oddzielającą strefę parcia czynnego od strefy oporu, można przyjmować wg schematów przedstawionych na rys. Z5-5c.

]

Rys. Z5-4

a) dla L  h_o - równomierny rozkład naprężenia na szerokości B określonej wg wzoru

(Z5-5)

w którym: B - szerokość masywu z gruntu zbrojonego, m, M - suma momentów od składowej pionowej Q_v i poziomej Q_h obciążenia. Naprężenie q określa się wg wzoru

(Z5-6)

b) L > h_o - trapezowy rozkład naprężenia na szerokości B' = h_o.

Rys. Z5-5

a) Rozkład naprężenia rozciągającego w zbrojeniu, b) stan naprężenia w gruncie dla warstwy zbrojenia, c) uproszczony przebieg linii maksymalnego naprężenia rozciągającego w zbrojeniu

Wartości naprężenia rozciągającego w masywie gruntu zbrojonego określa się wg wzoru

(Z5-7)

w którym:

σ₁ - składowa pionowa naprężenia spowodowanego ciężarem gruntu i obciążeniem stałym naziomu,

K - współczynnik parcia wg wzorów (Z5-9) i (Z5-10),

σ₃ - przyrost składowej poziomej naprężenia od obciążeń poziomych przenoszonych bezpośrednio na zbrojenie (rys. Z5-7).

Wartość σ₁ dla danego poziomu zbrojenia z można określić wg wzoru (schemat a) na rys. 25-4)

(Z5-8)

Wartość współczynnika K (rys. Z5-6) należy przyjmować wg wzorów:

(Z5-9)

(Z5-10)

w których:

z - zagłębienie rozpatrywanego poziomu poniżej wysokości obliczeniowej, m (rys. Z5-6),

_u - kąt tarcia wewnętrznego gruntu masywu.

Rys. Z5-6

Przyrost składowej poziomej naprężenia σ₃ od obciążeń poziomych przenoszonych bezpośrednio na zbrojenie można określać wg rys. Z5-7.

Rys. Z5-7

Wartość maksymalnej siły rozciągającej w zbrojeniu w punkcie M (rys. Z5-5a) określa się wg wzoru

(Z5-11)

w którym:

σ₃ - pozioma składowa rozciągająca w zbrojeniu wg wzoru (Z5-7),

h - rozstaw warstw zbrojenia w pionie, m,

n - liczba elementów na metr bieżący ściany oporowej.

3.4. Warunki obliczeniowe

3.4.1. Stan graniczny nośności

3.4.1.1. Wypieranie podłoża, poślizg po podłożu, stateczność uskoku naziomu. Sprawdzenie warunków stanu granicznego nośności dla ściany oporowej jako całości należy przeprowadzić wg rozdz. 4 niniejszej normy z uwzględnieniem zaleceń niżej podanych.

Wypieranie podłoża, opór graniczny podłoża należy określać dla schematu najniekorzystniejszych obciążeń (maksymalne obciążenie pionowe i parcie gruntu). W przypadku ścian oporowych o znacznej szerokości należy sprawdzić możliwości wyparcia lokalnego.

Poślizg konstrukcji po podłożu, opór graniczny podłoża należy sprawdzić wg wzoru

(Z5-12)

w którym:

P_r - obliczeniowa składowa pozioma obciążenia przy przyjęciu maksymalnej wartości składowej parcia gruntu,

Q_r - obliczeniowa składowa pionowa obciążenia, przy przyjęciu minimalnej wartości składowej obciążenia od ciężaru własnego gruntu,

m - współczynnik korekcyjny, m = 0,8,

^(r)_u - obliczeniowy kąt tarcia wewnętrznego podłoża przy współczynniku materiałowym γ_m < 1,

c^(r)_u - obliczeniowa spójność gruntu przy współczynniku materiałowym γ_m < 1,

A - powierzchnia podstawy masywu.

Stateczność uskoku naziomu. Obliczenia należy przeprowadzić z uwzględnieniem wpływu zbrojenia dla prawdopodobnych powierzchni poślizgu, w tym walcowym, wg załącznika 3. W analizie zaleca się uwzględnić możliwość wystąpienia linii poślizgu przedstawionych na rys. Z5-8.

Rys. Z5-8

Sprawdzenie warunków stanu granicznego nośności dla zbrojenia gruntu należy prowadzić rozpatrując stan równowagi lokalnej na danym poziomie zbrojenia oraz stan równowagi wewnątrz masywu gruntu zbrojonego.

3.4.1.2. Nośność graniczna zbrojenia (stan równowagi lokalnej). Dla każdego poziomu zbrojenia powinny być spełnione warunki:

- przekrój w punkcie M (linia maksymalnych naprężeń rys. Z5-5)

(Z5-13)

- przekrój osłabiony otworem na śrubę przy ścianie osłonowej

(Z5-14)

w których:

T_rmax - obliczeniowa maksymalna siła rozciągająca wg wzoru (Z5-11),

R_e - wytrzymałość charakterystyczna stali wg PN-90/B-03200,

g_r - obliczeniowa grubość zbrojenia z uwzględnieniem korozji wg wzoru (Z5-1),

b' - szerokość zbrojenia netto (pomniejszona o otwory na śruby),

b - szerokość zbrojenia,

γ_s - współczynnik materiałowy równy 1,5.

3.4.1.3. Poślizg zbrojenia w gruncie (stan równowagi lokalnej). Dla każdego poziomu zbrojenia należy sprawdzić warunek

(Z5-15)

w którym:

b - szerokość zbrojenia,

 - współczynnik tarcia zbrojenia o grunt wg 2.3,

L_1i - obliczeniowa długość zbrojenia w strefie oporu dla obciążenia składową σ_1i (wg rys. Z5-9),

σ_1i - pionowe składowe naprężenia wg wzoru (Z5-8) od obciążeń o ograniczonym zasięgu oddziaływania (siły skupione, obciążenia równomiernie rozłożone na ograniczonej powierzchni) i = 1...n - indeks działającego obciążenia,

m₁ - współczynnik korekcyjny równy 0,75.

Rys. Z5-9

3.4.1.4. Nośność graniczna zbrojenia i poślizg zbrojenia w gruncie. Sprawdzenie warunku stanu granicznego nośności należy wykonać przy założeniu poślizgu po powierzchni nachylonej pod kątem do poziomu, dla schematu przedstawionego na rys. Z5-10. W przypadku tym dla każdego poziomu zbrojenia przecinającego możliwą powierzchnią poślizgu uwzględnia się albo nośność zbrojenia na rozciąganie, albo graniczny opór gruntu na poślizg zbrojenia, przyjmując dla danego poziomu minimalną wartość T_f1,2 lub T_f określonych wzorami (Z5-13, Z5-14 lub Z5-15). Sumowanie zarówno obciążeń jak i oporu granicznego należy prowadzić dla wszystkich poziomów zbrojenia, przecinających możliwą powierzchnię poślizgu. Dla wszystkich możliwych płaszczyzn poślizgu, nachylonych pod kątem  określonym metodą kolejnych przybliżeń, należy sprawdzić warunek

(Z5-16)

w którym:

m - współczynnik korekcyjny równy 0,8,

T_ri - suma składowych maksymalnych sił rozciągających wg wzoru (Z5-11),

T_fi - suma składowych oporu granicznego (przy przyjęciu do sumowania dla danego poziomu zbrojenia najniższej z wartości T_f1,2 i T_f),

i - indeks poziomu zbrojenia.

3.4.2. Stan graniczny użytkowania. Osiadania i względną różnicę osiadań należy obliczać wg załącznika 4. W przypadku wykonywania budowli na podłożu z gruntu zbrojonego należy uwzględnić osiadanie własne masywu z gruntu zbrojonego i jego podłoża oraz określić maksymalne dopuszczalne wartości osiadań dla całej konstrukcji, w zależności od jej rodzaju i wymagań eksploatacyjnych. Dla konstrukcji, na których nie posadawia się innych budowli, nie ogranicza się maksymalnych wartości osiadania. Dopuszczalną względną różnicę osiadań
można określać wg tabl. 12.

Rys. Z5-10

INFORMACJE DODATKOWE

1. Instytucja opracowująca normę

- Centralny Ośrodek Badawczo-Rozwojowy Budownictwa Ogólnego Warszawa, ul. Wierzbowa 9/11.

2. Normy związane

PN-80/B-01800 Antykorozyjne zabezpieczenia w budownictwie. Konstrukcje betonowe i żelbetowe. Klasyfikacja i określenie środowisk

PN-82/B-02000 Obciążenia budowli. Zasady ustalania wartości

PN-82/B-02001 Obciążenia budowli. Obciążenia stałe

PN-82/B-02003 Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne. Podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe

PN-82/B-02004 Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne technologiczne. Obciążenia pojazdami

PN-86/B-02480 Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów

PN-83/B-02482 Fundamenty budowlane. Nośność pali i fundamentów palowych

PN-76/B-03001 Konstrukcje i podłoża budowli. Ogólne zasady obliczeń

PN-87/B-03002 Konstrukcje murowe. Obliczenia stateczności i projektowanie

PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie

PN-90/B-03200 Konstrukcje stalowe. Obliczenia statyczne i projektowanie

PN-84/B-03264 Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne i projektowanie

PN-89/B-03340 Konstrukcje murowe zespolone. Obliczenia statyczne i projektowanie

PN-88/B-04481 Grunty budowlane. Badania próbek gruntu

PN-68/B-06050 Roboty ziemne budowlane. Wymagania w zakresie wykonywania i badania przy odbiorze

PN-85/S-10030 Obiekty mostowe. Obciążenia

BN-67/8811-01 Budownictwo hydrotechniczne. Obciążenia budowli w obliczeniach statycznych

3. Autorzy projektu normy

przewodniczący zespołu autorskiego: prof. dr hab. inż. Eugeniusz Dembicki - Politechnika Gdańska,

członkowie:

dr inż. Adam Bolt, dr inż. Włodzimierz Cichy - Politechnika Gdańska,

dr inż. Wiesław Kledzik, mgr inż. Bogdan Kledzik - MIASTOPROJEKT Gdańsk,

doc. dr hab. inż. Wiesław Odrobiński - Politechnika Gdańska,

dr inż. Bogdan Rymsza - Politechnika Warszawska,

prof. dr inż. Tadeusz Sulczyński

- Politechnika Gdańska.

4. Wydanie 4

- stan aktualny: grudzień 1993 - uaktualniono normy związane oraz wprowadzono zmianą 1 - Biuletyn PKNMiJ nr 10/1991 (treść zmiany nie publikowana).

Wydaniami 1-2 nie należy się posługiwać.

---