Gdańsk dn. 16.11.2005 r.

WILiŚ KBI 1

2005/2006 r.

Politechnika Gdańska

Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska

Katedra Geotechniki

PROJEKT ŚCIANY OPOROWEJ

DLA DWÓCH WARIANTÓW

POSADOWIENIA

Autor:

Sprawdzający: mgr inż. Norbert Kurek

Uwagi:

OŚWIADCZENIE

Ja, niżej podpisany, oświadczam, że dany projekt, składający się z części tekstowej, obliczeniowej i rysunkowej, wykonałem w całości samodzielnie.

SPIS TREŚCI

1.0 OPIS TECHNICZNY 2

2.0 DANE WYJŚCIOWE. 5

2.1 Kształt i wymiary ściany oporowej. 5

2.2 Parametry geotechniczne gruntu. 6

3.0 ZEBRANIE OBCIĄŻEŃ. 7

3.1 Obciążenia pionowe. 7

3.2 Obciążenia poziome (parcie gruntu graniczne)............................................................7

4.0 NAPRĘŻENIA POD ŚCIANĄ OD OBCIĄŻEŃ STAŁYCH

I ZMIENNYCH OD PARCIA SPOCZYNKOWEGO. 9

5.0 Obliczenia przemieszczeń ściany oporowej i sprawdzenie warunków

stanów granicznych użytkowalności (SGU).. 12

5.1 Obliczenia osiadań i przechyłki. 12

5.2 Obliczenie przesunięcia poziomego ściany. 15

6.0 PRZEMIESZCZENIE POZIOME PODSTAWY FUNDAMENTU

OD SIŁ POZIOMYCH................................................................................................15

7.0 WYZNACZENIE RODZAJU PARCIA. 17

7.1 Wyznaczenie przemieszczeń uogólnionych. 17

7.2 Uogólnione przemieszczenia graniczne. 17

7.3 Ustalenie rodzaju parcia (parcie pośrednie lub graniczne). 18

8.0 OBLICZANIE ŚCIANY POSADOWIONEJ BEZPOŚREDNIO (SGN). 18

8.1 Wartości obliczeniowe obciążeń. 18

8.2 Rozkład naprężeń w poziomie posadowienia. 19

8.3 Sprawdzenie stateczności na obrót. 20

8.3.1 Sprawdzenie stateczności na obrót względem krawędzi

najbardziej obciążonej..........................................................................................20

8.3.2 Sprawdzenie stateczności na obrót wzdłuż powierzchni walcowej.....................22

8.4 Sprawdzenie równowagi sił poziomych. 24

8.5 Sprawdzenie równowagi sił pionowych. 25

8.5.1 Obliczenia w poziomie posadowienia. 25

8.5.2 Obliczenia w poziomie stropu piasku drobnego. 27

8.6 Sprawdzenie stateczności ogólnej. 30

9.0 OBLICZANIE ŚCIANY POSADOWIONEJ NA PALACH. 34

9.1 Przyjęcie wymiarów ściany i zebranie obciążeń. 34

9.1.1 Plan palowania....................................................................................................34

9.1.2 Położenie i wymiary pali.....................................................................................35

9.2 Wyznaczenie obciążeń działających na pal. 36

9.3 Obliczanie nośności pali pojedynczych. 37

9.3.1 Nośność pala pojedynczego wciskanego. 37

9.3.2 Nośność pojedynczego pala wyciąganego. 40

9.4 Obliczanie nośności grupy pali. 42

9.4.1 Nośność pali wciskanych w grupie. 42

9.4.2 Nośność pali wyciąganych w grupie. 43

9.5 Obliczanie osiadania pali pojedynczych oraz w grupie..............................................44

9.5.1 Osiadanie pala pojedynczego. 44

9.5.2 Osiadanie pali w grupie. 47

Zakres projektu

Opis techniczny.

Obliczenia statyczne:

• Wariant I

• Wstępne przyjęcie wymiarów ściany oporowej i zebranie obciążeń;

• Obliczenie przemieszczeń i sprawdzenie warunków stanów granicznych użytkowania;

• Ustalenie rodzaju parcia gruntu na podstawie przemieszczeń uogólnionych ściany;

• Sprawdzenie warunków stanów granicznych nośności (stateczność na obrót, stateczność na przesunięcie, nośność pionowa podłoża gruntowego, stateczność ogólna uskoku naziomu podpartego);

• Wariant II

• Wstępne przyjęcie wymiarów ściany oporowej i zebranie obciążeń;

• Obliczenie rozkładu obciążeń na pale;

• Obliczenie nośności pali.

Rysunki:

• Przekrój poprzeczny ściany oporowej posadowionej bezpośrednio (z pokazaniem profilu geotechnicznego, wymiarów ściany, izolacji i odwodnienia);

• Przekrój poprzeczny ściany oporowej posadowionej na palach z pokazaniem profilu geotechnicznego, długości pali, rzędnych podstaw i pochylenia pali.

• Plan palowania jednej sekcji dylatacyjnej (z zaznaczeniem sąsiednich);

• Szczegół zakotwienia pali w płycie fundamentowej (pal wciskany i wyciągany).

1.0 Opis techniczny

1. Założenia projektowe

Projekt wykonano na zlecenie Katedry Geotechniki Politechniki Gdańskiej, mieszczącej się w Gdańsku przy ulicy Narutowicza 11/12, w ramach przedmiotu fundamentowanie.

Wytyczne do projektu zadane przez Katedrę Geotechniki Politechniki Gdańskiej.

Obliczenia wykonano zgodnie z normami:

PN-81/B-03020 - „Posadowienie bezpośrednie budowli”;

PN-83/B-03010 - „Ściany oporowe”;

PN-83/B-02482 - „Nośność pali i fundamentów palowych”.

2. Przedmiot, cel i zakres projektu

Projekt przewiduje opracowanie konstrukcji ściany oporowej w dwóch wariantach posadowienia. Celem zadania jest nauczenie się zasad projektowania fundamentów. W zakres projektu wchodzą: wymiarowanie konstrukcji, obliczenia statyczne i rysunki.

1.3 Charakterystyka geologiczno-inżynierska

1.3.1 Warunki gruntowe

Na podstawie wytycznych do projektu stwierdzono, że podłoże jest uwarstwione. Można wydzielić dwa charakterystyczne odcinki wzdłuż ściany oporowej. Na ich podstawie przyjęto dwa warianty:

Wariant I - posadowienie bezpośrednie

• Glina pylasta 0  1,4 m p.p.t.

• Piasek drobny 1,4  3,9 m p.p.t.

• Piasek średni i gruby 3,9  20 m p.p.t.

Wariant II - posadowienie na palach

• Glina pylasta 0  1,8 m p.p.t.

• Piasek drobny 1,8  3,0 m p.p.t.

• Torf 3,0  7,8 m p.p.t.

• Piasek średni i gruby 7,8  20 m p.p.t.

1.3.2 Warunki wodne

Poziom wody gruntowej: 2,0 m p.p.t.

1.4 Stan istniejący

Teren niezabudowany, nieuzbrojony.

1.5 Roboty rozbiórkowe

Roboty rozbiórkowe nie są konieczne.

1.6 Konstrukcja i posadowienie muru oporowego

Opis konstrukcji:

• Wariant I

Zaprojektowano ścianę oporową ze wspornikiem odciążającym, podtrzymującą naziom o wysokości 4,0 m posadowioną na głębokości 1,1 m p.p.t. co daje całkowitą wysokość ściany 5,1 m. Szerokość podstawy wynosi 3,5 m, najmniejsza grubość ściany wynosi 0,20 m (przy górnej krawędzi) największa 0,56 m (przy podstawie); najmniejsza grubość podstawy fundamentu ściany 0,46 m. Odsadzki mają taka samą szerokość i wynoszą 1,47 m. Obciążenie naziomu p=15 kPa.

• Wariant II

Dla wariantu drugiego przyjęto ścianę kątową z pogrubioną podstawą. Wysokość ściany, jak i szerokość podstawy, nie zmieniły się. Najmniejsza grubość ściany wynosi 0,35 m (przy górnej krawędzi) największa 0,70 m (przy podstawie); najmniejsza grubość podstawy fundamentu ściany 0,65 m. Szerokość odsadzki od strony zasypu wynosi 1,80 m, natomiast z drugiej strony 1,00 m. Ściana posadowiona jest na palach prefabrykowanych. Pale wciskane mają długość 12 m, natomiast pale wyciągane 15 m. Przyjęto średnicę pali 530 mm. Nachylenie pali wynosi 4:1.

W ściance przewidziano zbrojenie ze względu na rozciąganie przekroju. Długość sekcji dylatacyjnej przyjęto 20 m. Przerwy technologiczne i montażowe przyjęto w tym samym miejscu - co 20 m. Przewiduje się użycie betonu B-25 i stali zbrojeniowej St3S.

1.7 Technologia wykonania

• Wariant I

Po wykonaniu wykopu wylano warstwę chudego betonu grubości 15 cm, w celu zabezpieczenia dna wykopu przed uszkodzeniami, a następnie ustawiono ścianę oporową. Zastosowano izolację przeciwwilgociową od strony gruntu zasypowego ( 2 x emulsja asfaltowa ). Następnie wykonano zasyp z jednoczesnym ułożeniem drenażu oraz warstw filtracyjnych.

Zasyp wykonano warstwami grubości 30 cm z zagęszczeniem przy pomocy sprzętu lekkiego.

• Wariant II

Pale prefabrykowane o długości do 15 m betonowane są w zakładzie prefabrykacji i przywożone na budowę lub betonowane na miejscu budowy w specjalnych formach. W przypadku większych długości możliwe jest wykonywanie z odcinków łączonych o długości do 10 m. Podstawy pali są zaostrzone. Pale wbija się za pomocą kafarów spalinowych hydraulicznych lub wolnospadowych. Następnie wykonuje się wylewkę z chudego betonu. Kolejne etapy wykonuje się jak dla wariantu 1.

1.8 Wnioski i zalecenia szczegółowe

Wszelkie prace wykonać należy zgodnie z ogólnie rozumianą sztuką budowlaną. Wszystkie zmiany należy konsultować z projektantem i inspektorem oraz należy sporządzić odpowiednie protokoły.

1.9 Spis literatury i wykorzystanych materiałów

materiały:

Normy przedmiotowe - PN-81/B-03020 - „Posadowienie bezpośrednie budowli”,

PN-83/B-03010 - „Ściany oporowe”,

PN-83/B-02482 - „Nośność pali i fundamentów palowych”;

Zenon Wiłun - „Zarys geotechniki”;

Zeszyt do ćwiczeń laboratoryjnych z mechaniki gruntów;

Materiały wykładowe.

Programy komputerowe:

AutoCAD - wykonanie rysunków;

Microsoft Exel - obliczenia tabelaryczne.

WARIANT I - POSADOWIENIE BEZPOŚREDNIE

2.0 Dane wyjściowe

warstwa [m ppt]	Nazwa gruntu	Geneza	ID/IL
0,0 - 1,4	glina pylasta (przed wymianą gruntu) piasek średni i gruby	C -	0,35 0,80
1,4 - 3,9	piasek drobny	-	0,40
3,9 - 20,0	piasek średni i gruby	-	0,60
poziom wody gruntowej: 2,0 m ppt

2.1 Kształt i wymiary ściany oporowej

2.2 Parametry geotechniczne gruntu

• Normowe

Parametry charakterystyczne	Glina pylasta Gπ	Piasek drobny Pd			Piasek średni i gruby Ps / Pr	Nasyp budowlany- Ps / Pr
IL/ID	0,35	0,40			0,60	0,80
ρs^(n) [g/cm^3]	2,68	2,65			2,65	2,65
ρ^(n) [g/cm^3]	2,0	1,75	1,90		2,0	1,9
γs^(n) [kN/m^3]	26,26	25,97			25,97	25,97
γ^(n) [kN/m^3]	19,60	17,16	18,62		19,60	18,62
w^(n) [%]	25	16	24		22	12
φu^(n) [^o]	12,5	30			34	35
cu^(n) [kPa]	12	0			0	0
E0^(n) [MPa] x10^3	15	40			98	125
M0^(n) [MPa] x10^3	23	54			115	150
γ'^(n) [kN/m^3]		9,23		9,39	10,04	10,35
n		0,43		0,42	0,38	0,36

• Obliczeniowe

Parametry charakterystyczne	Glina pylasta Gπ	Piasek drobny Pd		Piasek średni i gruby Ps Pr	Nasyp budowlany-Ps Pr
γ^(r) min [kN/m^3] x 0,9	17,64	15,44	16,77	17,65	16,76
γ^(r) max [kN/m^3] x 1,1	21,56	18,88	20,49	21,57	20,48
φu^(r) min [^o] x 0,9	11,45	27		30,6	32
φu^(r) max [^o] x 1,1	13,75	33		37,4	38,5
cu^(r) min [kPa] x 0,9	10,8	0		0	0
γ'^(r) min [kN/m^3] x0,9		8,31	8,45	9,04	9,31
γ'^(r) max [kN/m^3] x1,1		10,15	10,33	11,04	11,38

3.0 Zebranie obciążeń

3.1 Obciążenia pionowe

Obc.
Q1	41,95	-0,09	-3,78	0,9	37,76	-3,40	1,1	46,15	-4,16
Q2	5,70	0,64	3,65	0,9	5,13	3,29	1,1	6,27	4,02
Q3	42,00	0	0	0,9	37,80	0	1,1	46,20	0
G1	35,80	0,64	22,91	0,8	28,64	18,33	1,2	42,96	27,49
G2	52,28	0,64	33,46	0,8	41,82	26,77	1,2	62,74	40,15
G3	54,13	1,465	79,30	0,8	43,30	63,44	1,2	64,96	95,16
P	24,75	0,925	22,89	0,8	19,80	18,31	1,2	29,70	27,47
	256,61		158,43		214,25	126,74		298,98	190,13

3.2 Obciążenia poziome (parcie gruntu graniczne)

Współczynnik parcia czynnego:

h1 = 2,00 [m]

h2 = 0,72 [m]

h3 = 1,11 [m]

h4 = 1,27 [m]

Parcie jednostkowe:

[kPa]

[kPa]

[kPa]

[kPa]

[kPa]

Wypadkowe parcia czynnego:

[kN]

0,5*3,62*0,72 = 1,30 [kN]

[kN]

[kN]

Obc.
E1	18,15	-3,92	-71,48	1,2	21,78	-85,78	0,8	14,52	-57,18
E2	1,30	-2,62	-3,41	1,2	1,56	-4,09	0,8	1,04	-2,73
E3	14,94	-1,69	-25,25	1,2	17,93	-30,30	0,8	11,95	-20,20
E4	33,65	-0,61	-20,53	1,2	40,38	-24,64	0,8	26,92	-16,42
	68,04		-120,67		81,65	-144,81		54,43	-96,53

4. Naprężenia pod ścianą od obciążeń stałych i zmiennych od parcia spoczynkowego

1. dla wartości charakterystycznych

warunek:

- warunek spełniony

2. dla wartości obliczeniowych

warunek:

- warunek spełniony

3. 
   

F = B*1m_b=3,5m²

[kPa]

[kPa]
< 3

5.0. Obliczenia przemieszczeń ściany oporowej i sprawdzenie warunków stanów granicznych użytkowalności (SGU)

5.1. Obliczenia osiadań

Wartości osiadań:

[kPa]

[kPa]

Osiadanie ściany wyznaczamy wg wzoru:

- osiadanie punktów

gdzie:
- składowa pionowa naprężenia w osi na poziomej
- enometryczny moduł ściśliwości

Rodzaj gruntu
Ps/Pr	18,62	0,30	0,15	5,59	1,67	0,04	0,99	0,5	0,5	0,49	0,01	72,77	45,54	27,78	150,00	0,49	0,31	0,19
Pd	17,16	0,60	0,60	15,89	4,77	0,17	0,97	0,49	0,5	0,45	0,05	71,31	44,06	29,26	54,00	1,33	0,83	0,55
Pd	9,39	1,00	1,40	25,28	7,58	0,40	0,88	0,44	0,49	0,38	0,11	64,52	40,92	30,93	54,00	1,21	0,78	0,59
Pd	9,39	0,90	2,35	33,73	10,12	0,67	0,72	0,36	0,46	0,31	0,14	52,79	36,69	30,40	54,00	0,99	0,70	0,58
Ps/Pr	10,04	1,60	3,60	49,79	14,94	1,03	0,53	0,28	0,41	0,25	0,16	39,41	31,73	28,40	115,00	0,36	0,29	0,26
Ps/Pr	10,04	1,50	5,15	64,85	19,45	1,47	0,41	0,21	0,34	0,19	0,15	30,25	25,67	24,19	115,00	0,28	0,24	0,22
Ps/Pr	10,04	1,50	6,65	79,91	23,97	1,90	0,32	0,16	0,29	0,16	0,14	23,46	21,82	21,08	115,00	0,22	0,20	0,20
																4,88	3,35	2,59

Warunek spełniony.

Wartości naprężeń
,
, wyznaczono według wzorów:

Przechyłka ściany:

- warunek spełniony

Przemieszczenie górnej krawędzi ściany:

Przemieszczenie podstawy fundamentu:

[kN/m_b]

;

hi [m]	mΓi	ν	E0 [Mpa]	Γi
0,3	0,171	0,25	125	0,493
1,9	1,086	0,3	40	2,048

Przemieszczenie całkowite ściany:

6.0 Wyznaczenie rodzaju parcia

6.1 Wyznaczenie przemieszczeń uogólnionych

f₁ = 1,46 [mm] f₂ = 1,11 [mm] H = 5100 [mm]

Kąt obrotu dolnej krawędzi ściany:

Kąt obrotu górnej krawędzi ściany:

Przemieszczenie uogólnione liniowe:

6.2 Uogólnione przemieszczenie graniczne

ρ_a wyznaczone na podstawie rys. 8 z PN-83/B-03010 dla φ_u = 35^o i h = 5,1 m.

ρ_a=0,0028 [rad]

0,5ρ_a=0,0014 [rad]

6.3 Ustalenie rodzaju parcia (parcie pośrednie lub graniczne)

0,5ρ_a<ρ₁<ρ_a

0,0014 < 0,0008 < 0,0028

warunek nie spełniony

Wyznaczanie parcia pośredniego:

Wyznaczenie przemieszczeń uogólnionych z uwzględnieniem parcia spoczynkowego:

• współczynnik parcia spoczynkowego dla gruntów rodzimych:

[kPa]

[kPa]

[kPa]

[kPa]

[kPa]

[kN]

2,07 [kN]

[kN]

[kN]

[kN]

• współczynnik parcia spoczynkowego dla gruntów zasypowych:

gdzie:

[kPa]

[kPa]

[kPa]

[kPa]

[kPa]

[kN]

3,13 [kN]

[kN]

[kN]

[kN]

Przemieszczenie uogólnione:

E_I = E_A = 68,04 kN/m_b

8..0 Obliczenie ściany posadowionej bezpośrednio ze względu na stan graniczny nośności (SGN)

8.1 Rozkład naprężeń w poziomie posadowienia-wartości obliczeniowe

[kPa]

[kPa]

σ_1,2>0

< 3 warunek spełniony

8.2 Sprawdzenie stateczności na obrót (równowaga momentów)

Jako potencjalny punkt obrotu przyjęto lewy dolny narożnik podstawy fundamentu ściany oporowej.

gdzie:

M_or - moment wszystkich sił obliczeniowych powodujących obrót ściany

m_o - współczynnik bezpieczeństwa m_o=0,8 (ponieważ q=15,0 kPa)

M_ur - moment wszystkich sił obliczeniowych przeciwdziałających obrotowi ściany

M_or = M_max(E) = 144,81 [kNm/m_b]

Obc.
Q1	41,95	1,66	69,64
Q2	5,70	2,39	13,62
Q3	42,00	1,75	73,50
G1	35,80	2,39	85,56
G2	52,28	2,39	124,95
G3	54,13	3,215	174,03
P	24,75	2,675	66,21
	256,61		607,51

m_o*M_uf = 0,8*607,51 = 486,01 [kNm/m_b]

144,81 < 486,01 [kNm/m_b]

warunek spełniony

8.3 Sprawdzenie równowagi sił poziomych

Sprawdzenie równowagi sił ze względu na ścięcie gruntu bezpośrednio pod fundamentem.

gdzie:

Q_tr - obliczeniowa wartość składowej poziomej obciążenia w płaszczyźnie ścięcia,

Q_tf - suma rzutów na płaszczyznę ścięcia wszystkich sił obliczeniowych

przeciwdziałających przesunięciu ściany,

m_t - 0,9 ( ponieważ q=15,0 kPa),

(na podstawie tablicy 3 z normy PN-83/B-03010)

(ponieważ grunt niespoisty)

[kN/m_b]

warunek spełniony

8.4 Sprawdzenie równowagi sił pionowych

8.4.1 Obliczenia w poziomie posadowienia

gdzie:

- maksymalne obciążenie pionowe

- współczynnik korekcyjny

- nośność podłoża gruntowego

D_min - głębokość posadowienia mierzona od najniższego poziomu terenu

D_min = 1,1[m]

c_u^(r) = 0 (ponieważ grunt niespoisty)

N_C, N_D, N_B - współczynniki nośności zależne od kąta 

_u^(r)  °

N_C = 35,49

N_D = 23,18 (na podstawie tablicy Z1-1. z normy PN-81/B-03020)

N_B = 10,39

i_C, i_D, i_B - współczynniki wpływu nachylenia wypadkowej obciążenia

i_C, i_D, i_B=f(tgδ_B/ tg_u^(r))

(na podstawie rys. Z1-2. z normy PN-81/B-03020)

- warunek spełniony

8.4.2 Obliczenia w poziomie stropu piasku drobnego

h=0,3 [m]

(ponieważ h<B)

Mimośród działania siły
względem środka podstawy:

(na podstawie tablicy Z1-1. z normy PN-81/B-03020)

(na podstawie rys. Z1-2. z normy PN-81/B-03020)

- warunek spełniony

8.5 Sprawdzenie stateczności ogólnej

Wykorzystano metodę Felleniusa

Promień:

Szerokość paska:

Warunek stateczności:

(ponieważ nie ma gruntów spoistych)

- moment utrzymujący

- moment obracający

- ciężar bloku i

Pasek
1	0,05	18,62	0,93	0,93	-43	-0,682	0,731	0,700	0,476	-0,634
2	0,42	18,62	7,82	7,82	-39	-0,629	0,777	0,700	4,253	-4,919
3	0,78	18,62	14,52	14,52	-32	-0,530	0,848	0,700	8,619	-7,696
4	1,02	18,62	18,99	19,50	-25	-0,422	0,906	0,577	10,194	-8,229
		0,03	17,16								0,51
	5	1,05	18,62								19,55	22,81	-19	-0,325	0,945	0,577	12,437	-7,413
		0,19	17,16								3,26
	6	1,05	18,62								19,55	25,04	-13	-0,225	0,974	0,577	14,072	-5,634
		0,32	17,16								5,49
	7	1,09	18,62								20,29	27,15	-7	-0,122	0,992	0,577	15,540	-3,312
		0,40	17,16								6,86
	8	0,44	18,62								8,19	27,02	-1	-0,017	0,999	0,577	15,575	-0,459
		0,35	24,00								8,40
		0,21	18,62								3,91
		0,38	17,16								6,52
	9	0,43	18,62								8,00	27,29	5	0,087	0,996	0,577	15,683	2,374
		0,39	24,00								9,36
		0,22	18,62								4,10
		0,34	17,16								5,83
	10	2,23	24,00								53,52	99,41	11	0,191	0,981	0,577	56,270	18,987
		1,58	18,62								29,42
		0,22	18,62								4,10
		0,24	17,16								4,12
		0,55	15,00								8,25
	11	3,07	18,62								57,16	85,40	17	0,292	0,956	0,577	47,108	24,937
		0,52	24,00								12,48
		0,21	18,62								3,91
		0,07	17,16								1,20
		0,71	15,00								10,65
	12	3,76	18,62								70,01	89,83	23	0,391	0,920	0,700	57,850	35,123
		0,27	24,00								6,48
		0,08	18,62								1,49
		0,79	15,00								11,85
	13	3,55	18,62								66,10	77,35	30	0,5	0,866	0,700	46,889	38,675
		0,75	15,00								11,25
	14	3,12	18,62								58,09	69,34	37	0,602	0,798	0,700	38,733	41,742
		0,75	15,00								11,25
	15	2,56	18,62								47,67	58,92	44	0,694	0,719	0,700	29,654	40,890
		0,75	15,00								11,25
	16	1,77	18,62								32,96	44,21	53	0,798	0,602	0,700	18,630	35,279
		0,75	15,00								11,25
	17	0,48	18,62								8,94	17,34	65	0,906	0,422	0,700	5,122	15,710
		0,56	15,00								8,40
									397,10	215,42

- warunek spełniony

WARIANT II - POSADOWIENIE NA PALACH

9.0 Obliczanie ściany posadowionej na palach

warstwa [m ppt]	Nazwa gruntu	Geneza	ID/IL
0-1,8	glina pylasta	C	0,35
1,8-3,0	piasek drobny	-	0,40
3,0-7,8	torf	-	-
7,8-20,0	piasek średni i gruby	-	0,60
poziom wody gruntowej: 2,0 m ppt
parametry torfu: u=5-10°, γ=13kN/m^3, γ'=5 kN/m^3, M0=1-3 MN/m^2, cu=0

9.1 Przyjęcie wymiarów ściany i zebranie obciążeń

Do obliczeń przyjęto ścianę oporową kątową.

Obciążenia pionowe :

Obc.
Q1	55,97	0,9	50,37	1,1	61,57	-0,485
Q2	58,80	0,9	52,92	1,1	64,68	0
G	161,40	0,8	129,12	1,2	193,68	0,765
P	29,55	0,8	23,64	1,2	35,46	0,765
	305,72		256,05		355,39

Obciążenie poziome ( parcie graniczne ):

[kPa]

[kPa]

Wypadkowa parcia czynnego:

9.2 Przyjęcie układu pali i wyznaczenie sił w palach

Przyjęcie długości sekcji dylatacyjnej na podstawie normy PN-83/B-3010 tabl. 13 - ściana żelbetowa nienasłoneczniona - sekcja dylatacyjna o długości 20 m.

Typ i średnica pala:

przyjęto pale wciskane i wyciągane PREFABRYKOWANE o wymiarach 45x45 cm i długości:

pale wciskane -12 m, pale wyciągane -15 m (pale te w przekroju mają kwadrat o boku D=0,45m).

Nachylenia pali 2 i 3 :


i

Wyznaczenie obciążeń działających na pale :

• obciążenia charakterystyczne

Do wyznaczenia sił w palach wykorzystano metodę graficzną Cullmana:

pal wciskany

pal wciskany

pal wyciągany

• obciążenia obliczeniowe (dwie kombinacje, z których wybieramy najniekorzystniejsze)

Do wyznaczenia sił w palach wykorzystano metodę graficzną Cullmana:

pal wciskany

pal wciskany

pal wyciągany

Do wyznaczenia sił w palach wykorzystano metodę graficzną Cullmana:

pal wciskany

pal wciskany

pal wyciągany

9.3 Obliczanie nośności pali pojedynczych

9.3.1 Nośność pala pojedynczego wciskanego

Najbardziej niekorzystne obciążenie jest dla pala wciskanego numer 2:

(naprężenie w palu pomnożone przez rozstaw pomiędzy palami, aby

uzyskać rzeczywiste obciążenie pala)

- tarcie negatywne

- nośność podstawy pala

- nośność pobocznicy

Nośność podstawy pala:

gdzie:

- współczynnik zależny od rodzaju pala i nośności gruntu

- pole powierzchni podstawy

- graniczny opór gruntu pod podstawą pala

(na podstawie tablicy 4 z normy PN-83/B-02482 )

- z tablicy 1 PN-83/B-02482 i interpolacji względem głębokości

Nośność pobocznicy:

- współczynnik technologiczny zależny od rodzaju pala i nośności gruntu

- pole powierzchni bocznej w warstwie „i”

- graniczny opór gruntu wzdłuż pobocznicy

Poziom interpolacji oporów t i q:

warstwa
	1,8	19,60	35,28
	0,2	17,16	3,43
	1,0	9,39	9,39
	4,8	5,0	24,00
[kpa]			72,10

Wysokość zastępcza:

Wartości oporów „t” i „q” w poszczególnych warstwach :

- wartości jednostkowego granicznego oporu gruntu wzdłuż pobocznicy pala, interpolowana wg tab. 2 normy PN-83/B-02482

• warstwa
  -
  

• warstwa
  -
  

• 
  warstwa
  

• warstwa
  -
  

Głębokości krytyczne:

• dla oporów t:

• dla oporów q:

- pole pobocznicy w poszczególnych warstwach

Wartości z wykresów interpolacji :

Tarcie negatywne :

Wartości charakterystyczne:

• warstwa
  
  

• warstwa
  
  

• warstwa T
  ( według PN-83/B-02482 )

Wartości obliczeniowe:

• warstwa
  
  

• warstwa
  
  

• warstwa T
  ( według PN-83/B-02482 )

warunek spełniony

9.3.1 Nośność pojedynczego pala wyciąganego

dla niespoistych ( według PN-83/B-02482 )

dla spoistych ( według PN-83/B-02482 )

(naprężenie w palu pomnożone przez rozstaw pomiędzy palami,

aby uzyskać rzeczywiste obciążenie pala)

warunek spełniony

9.4 Obliczanie nośności grupy pali

9.4.1 Nośność pali wciskanych w grupie

( wg tab.7 PN-83/B-02482 )

( według tablicy 8 PN-83/B-02482 )

Strefy naprężeń pali nie nachodzą na siebie więc nośność grupy pali równa się sumie nośności pali pojedynczych.

warunek spełniony

9.4.2 Nośność pali wyciąganych w grupie

Wyznaczenie strefy naprężeń:

( według tablicy 8 PN-83/B-02482 )

Strefy naprężeń nachodzą na siebie, więc wzór dla
ma postać:

warunek spełniony

9.5 Obliczanie osiadania pali pojedynczych oraz w grupie

9.5.1 Osiadanie pala pojedynczego

W celu obliczenia osiadań pala dokonano myślowego podziału pala na dwie części. Pierwsza część znajduje się w warstwie nośnej. Druga część znajduje się powyżej stropu warstwy nośnej z nieodkształcalną podstawą.

Osiadanie części pala w warstwie nośnej:

gdzie:

Q_n - obciążenie pala działające wzdłuż jego osi

h - długość pala w gruncie nośnym

E₀ - moduł odkształcenia gruntu

I_w - współczynnik wpływu osiadania

(pal pełny)

(wg rys. 11 normy PN-83/B-02482)

(dla betonu B30)

(wg rys.10 normy PN-83/B-02482)

Osiadanie części pala w warstwie nienośnej:

gdzie:

M_R - współczynnik dla pala z warstwą nieodkształcalną w podstawie przyjmowany wg rys. 13 normy

PN-83/B-02482

A_t - powierzchnia przekroju poprzecznego pala

(dla betonu B30)

(pal pełny)

Osiadanie dla pojedynczego pala wciskanego wynosi 3,30 [mm].

9.5.2 Osiadanie pali w grupie

dla

gdzie:

- osiadanie pala pojedynczego pod wpływem jednostkowego obciążenia

- obciążenie odpowiednio pala „j” oraz „i”

- współczynnik oddziaływania pomiędzy palami

gdzie:

- współczynnik redukcyjny zależny od
,
,
( wg rys.17 PN-83/B-02482 )

α^o_F - współczynnik oddziaływania pomiędzy palami i oraz j, zależny od h/D, K_A oraz r/D

α^o_E - współczynnik oddziaływania pomiędzy palami i oraz j, zależny od h/D, K_A, oraz r/D

	r
	2,0	4,44	0,225	0,35	0,00	0,09	0,35
	4,0	8,89	0,112	0,21	0,00	0,05	0,21
	6,0	13,33	0,075	0,18	0,00	0,03	0,18
	8,0	17,78	0,056	0,12	0,00	0,02	0,12
	10,0	22,22	0,045	0,10	0,00	0,01	0,10
	12,0	26,67	0,037	0,08	0,00	0,01	0,08
	14,0	31,11	0,032	0,07	0,00	0,00	0,07
	16,0	35,56	0,028	0,06	0,00	0,00	0,06
	18,0	40	0,025	0,06	0,00	0,00	0,06

dla poszczególnych pali:

• 1 i 10

• 2 i 9

• 3 i 8

• 4 i 7

• 5 i 6

- 14 -

Politechnika Gdańska PROJEKT ŚCIANY OPOROWEJ str.

WILiŚ Jakub Szymkowiak

Katedra Geotechniki KBI 1

---