Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej

Katedra Geotechniki, Geologii i Budownictwa Morskiego

PROJEKT SCIANY OPOROWEJ

dla dwóch wariantów posadowienia

Grupa 12
Funkcja		Tytuł naukowy	Imię i Nazwisko	Data	Podpis
Projektant
Weryfikator

	A	B	C	D	E	F	Razem Pkt./Ocena
		Termin oddania	Bieżące zaawansowanie	Obrona	Opis Techniczny	Obliczenia		Rysunki techniczne
Pkt.
Max	10 pkt.	10 pkt.	20 pkt.	10 pkt.	35 pkt.	15 pkt.	100 pkt.

Spis treści:

1. Opis techniczny

2. Obliczenia Statyczne

1. Analiza Warunków gruntowych

2. Przyjęcie wymiarów ściany oporowej

3. Zebranie obciążeń działających na ścianę

1. Obciążenia pionowe

2. Obciążenia poziome

1. Współczynnik parcia spoczynkowego K₀ dla gruntu zasypowego

2. Współczynnik parcia granicznego

3. Współczynnik parcia granicznego

4. Wartości jednostkowe parcia

5. Wypadkowa parcia

6. Wartość charakterystyczna momentu od wypadkowej parcia

7. Wartość obliczeniowa wypadkowej parcia

8. Wartość obliczeniowa momentu od wypadkowej parcia

4. Sprawdzenie położenia wypadkowej obciążeń względem środka podstawy fundamentu

1. Kombinacja obciążeń I - obciążenia charakterystyczne

2. Kombinacja obciążeń II - obciążenia obliczeniowe

3. Kombinacja obciążeń III - obciążenia obliczeniowe (pionowe_min poziome_max)

5. Rozkład naprężeń w poziomie posadowienia (kombinacja obciążeń I ):

6. Obliczenia dla wariantu I ( posadowienie bezpośrednie)

1. Sprawdzenie warunku SGN ( I stan graniczny)

1. Stateczność na obrót ( równowaga momentów; kombinacja III )

2. Stateczność na przesuw (kombinacja III)

3. Nośność pionowa podłoża gruntowego

4. Sprawdzenie stateczności ogólnej ( metoda Felleniusa )

2. Sprawdzenie warunków stanu granicznego używalności ( II stan graniczny )

1. Osiadania średnie i krawędziowe

2. Przechylenie ściany

3. Przemieszczenia poziome

7. Obliczenia dla wariantu II - posadowienie na palach

1. Określenie wypadkowej obciążeń i mimośrodu działania tej wypadkowej

1. Wartości obliczeniowe

2. Wartości charakterystyczne

2. Przyjęcie układu pali

1. Przyjęcie planu palowania

3. Wyznaczenie sił w palach (Metoda Cullmana)

4. Stan graniczny nośności

1. Nośność pala pojedynczego

2. Nośność pala w grupie

3. Rysunki

• Przekrój poprzeczny konstrukcji dla posadowienia bezpośredniego

• Przekrój poprzeczny konstrukcji dla posadowienia na palach

• Plan palowania jednej sekcji dylatacyjnej

• Szczegół zakotwienia pali w płycie fundamentowej

Opis techniczny

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”.

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.

Charakterystyka geologiczno-inżynierska

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  2,5 m p.p.t.

• Piasek średni 2,5  4,5 m p.p.t.

• Piasek średni od 4,5 m p.p.t.

Wariant II - posadowienie na palach

• Glina pylasta 0  2,5 m p.p.t.

• Piasek średni 2,5  4,5 m p.p.t.

• Torf 4,5  11,8 m p.p.t.

• Piasek średni od 11,8 m p.p.t.

1.3.2 Warunki wodne

Poziom wody gruntowej: 3,3 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 płytowo kątową, podtrzymującą naziom o wysokości 3,8 m posadowioną na głębokości 1,2 m p.p.t. co daje całkowitą wysokość ściany 5,0 m. Szerokość podstawy wynosi 3,5 m, najmniejsza grubość ściany wynosi 0,20 m (przy górnej krawędzi) największa 0,60 m (przy podstawie); najmniejsza grubość podstawy fundamentu ściany 0,30m. Odsadzki mają taka szerokości: od strony naziomu 2,5 m , z drugiej strony 0,4 m. Obciążenie naziomu p=25 kPa.

• Wariant II

Dla wariantu drugiego przyjęto ścianę płytowo kątową. Wysokość ściany, jak i szerokość podstawy, nie zmieniły się. Ściana posadowiona jest na palach Vibrex. Pale wciskane mają długość 14 m, natomiast pale wyciągane 16 m. Przyjęto średnicę pali 508 mm. Nachylenie pali wynosi 5:1.

W ściance przewidziano zbrojenie ze względu na rozciąganie przekroju. Długość sekcji dylatacyjnej przyjęto 10m. Przerwy technologiczne i montażowe przyjęto w tym samym miejscu - co 10 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 te produkowane są o średniej i dużej nośności. Pale Vibrex wykonuje się wbijają rurę stalową ze stalowym szczelnym butem w podstawie (kafar spalinowy lub hydrauliczny), następnie wprowadza się szkielet zbrojenia pala do suchego wnętrza rury stalowej, po czym następuje wypełnienie wnętrza rury betonem i wyciąganie rury za pomocą wyciągarki i wibratora.Rura zostaje wyciągnięta na wysokość 3 - 4 m za pomocą wyciągarki i wibratora, po czym następuje dopełnienie rury betonem i ponowne wbijanie rury kafarem. Dla lepszego efektu spęcznienia dolnego odcinka pala można ewentualne powtórzenie wyciąganie rury i dopełnianie jej betonem. Po wypełnieniu rury suchym betonem ostateczne wyciąga się rurę za pomocą wyciągarki i wibratora.

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”;

Literatura:

Zenon Wiłun - „Zarys geotechniki”;

Zeszyt do ćwiczeń laboratoryjnych z mechaniki gruntów;

Materiały wykładowe.

Programy komputerowe:

Microsoft Word - wykonanie projektu;

AutoCAD - wykonanie rysunków;

Microsoft Exel - obliczenia tabelaryczne.

Obliczenia statyczne

1. Analiza Warunków gruntowych:

Analizę przeprowadzono na podstawie metody B wg normy PN-81/B-03020 korzystając z podanych wskaźników I_D oraz I_L. Za pomocą nomogramów wyznaczono właściwości fizyczne jak i wytrzymałościowe gruntów.

Grunt	Wartości charakterystyczne
		ID / IL	γ^(n)	γ^'(n)	w	φu^(n)	cu^(n)	M0	E0
		­-	kN/m^3	kN/m^3	%	[ ^o]	MPa	MPa	MPa
W1-Glina pylasta (Gπ)	0,25	19,62	-	25	14	15	25	18
W2-Piasek średni (Ps) wilgotny	0,38	18,19	-	14	32	-	79	68
W2-Piasek średni (Ps) mokry	0,38	19,62	10,01	22	32	-	79	68
W3-Piasek średni (Ps) mokry	0,7	20,11	10,61	18	33	-	130	110
Grunt zasypowy Piasek Średni (Ps) wilgotny	0,7	18,64	-	12	33	-	130	110

2. Przyjęcie wymiarów ściany oporowej:

Ścianę oporową płytowo-kątową wraz z wymiarami przedstawiono na rysunku:

3. Zebranie obciążeń działających na ścianę:

1. Obciążenia pionowe

Q₁= 3,5 × 0,3 × 25 = 26,25 [kN/mb]

Q₂= 0,5 × 0,4 × 4,7 × 25 = 23,5 [kN/mb]

Q₃= 0,2 × 4,7 × 25 = 23,25 [kN/mb]

G₁= 2,5 × 4,7 × 18,64 = 219,02 [kN/mb]

P₁= 2,5 × 25 = 62,5 [kN/mb]

Obciążenie	Charakterystyczne wartości obciążeń			Wartości obliczeniowe
		V	r0	Mo	γfmin	Vmin	Momin	γfmax	Vmax	Momax
		kN/mb	m	kNm/mb	-	kN/mb	kNm/mb	-	kN/mb	kNm/mb
Q1	26,25	0,00	0,00	0,9	23,63	0,00	1,1	28,88	0,00
Q2	23,25	-1,08	-25,11	0,9	20,93	-22,60	1,1	25,58	-27,63
Q3	23,25	-0,85	-19,76	0,9	20,93	-17,79	1,1	25,58	-21,74
G1	219,02	0,50	109,51	0,9	197,12	98,56	1,2	262,82	131,41
P1	62,50	0,50	31,25	0,9	56,25	28,13	1,2	75,00	37,50
Σ	354,27	-	95,89	-	318,84	86,3	-	411,61	116,41

2. Obciążenia poziome:

1. Współczynnik parcia spoczynkowego K₀ dla gruntu zasypowego:

K₀=[0,5 - ξ₄ + (0,1 + 2 ξ₄)(5I_s - 4,15) ξ₅](1+0,5tgε);

Gdzie:

I_s - wskaźnik zagęszczenia gruntu zasypowego,

ξ₄ - współczynnik zależny od rodzaju gruntu zasypowego (w bezpośrednim sąsiedztwie ściany oporowej),

ξ₅ - współczynnik uwzględniający technologie układania i zagęszczania zasypu,

ε - kąt nachylenia naziomu do poziomu,

Przyjmujemy:

I_s = 0,7

ξ₄ = 0,1

ξ₅ = 1,0

K₀= =[0,5 - 0,1 + (0,1 + 0,2)(3,5 - 4,15)] = 0,205

2. Współczynnik parcia granicznego

K_a=

gdzie:

β - kąt nachylenia ściany do pionu,

ε - kąt nachylenia naziomu od poziomu,

δ₂⁽ⁿ⁾ - wartość charakterystyczna kąta tarcia gruntu o ścianę

Przyjmujemy:

β= 0 (liczymy jak dla ściany pionowej)

δ₂⁽ⁿ⁾= 0 (dla zwiększenia bezpieczeństwa)

ε=0

K_a=

= 0,2948

3. Współczynnik parcia granicznego

K_I =0,250

4. Wartości jednostkowe parcia

e₁ = P × K_I

e₂ = (P + γ × H) × K_I

e₁ = 6,25 [kN/mb]

e₂ = 29,55 [kN/mb]

5. Wypadkowa parcia

E=0,5(e₁ + e₂) × H

E=89,5 [kN]

y = 1,96 [m]

6. Wartość charakterystyczna momentu od wypadkowej parcia:

M_E= - y × E

M_E= 1,96 × 89,5 = - 175,42 [kNm]

7. Wartość obliczeniowa wypadkowej parcia:

E_max = γ_f1 × γ_f2 × E

γ_f1 = 1,2

γ_f2 = 1,0

E_max=107,4 [kN]

8. Wartość obliczeniowa momentu od wypadkowej parcia:

M_Emax = - y × E_max

M_Emax = - 210,5 [kNm]

4. Sprawdzenie położenia wypadkowej obciążeń względem środka podstawy fundamentu:

1. Kombinacja obciążeń I - obciążenia charakterystyczne:

2. Kombinacja obciążeń II - obciążenia obliczeniowe:

3. Kombinacja obciążeń III - obciążenia obliczeniowe (pionowe_min poziome_max):

5. Rozkład naprężeń w poziomie posadowienia (kombinacja obciążeń I ):

6. Obliczenia dla wariantu I ( posadowienie bezpośrednie)

1. Sprawdzenie warunku SGN ( I stan graniczny)

1. Stateczność na obrót ( równowaga momentów; kombinacja III )

M_ua- Moment utrzymujący

M_oa- Moment obracający

M_ua= V_min * (0,5B+e_b )= 318,84 * 2,139 = 681 [kNm]

M_oa= E_max * y = 107,4 * 1,96 = 210,5 [kNm]

M_oa < M_oa *m_o m_o=0,8

210,5 < 681 * 0,8 = 544 [kNm]

2. Stateczność na przesuw (kombinacja III)

Q_tr < Q_tf * m_f

Q_tr = E_max = 107,4 [kN]

m_f = 0,9

Q_tf = Q_r *µ * a * B

µ = 0,2

a = 0,35 * 13,5 = 4,725

Q_r=V_max= 411,61 [kN]

B = 3,5 [m]

Q_tf = 411,61 * 0,2 * 4,725 * 3,5 = 1361,4 [kN]

Q_tr = E_max = 107,4 [kN]

m_f = 0,9

Q_tf = Q_r * µ

φ^(r)= 0,9*35=31,5

µ=0,5

Q_r=V_max= 411,61 [kN]

Q_tf = 411,61*0,5=205,8 [kN]

Sprawdzenie warunku

107,4<205,8*0,9=185,2 [kN]

3. Nośność pionowa podłoża gruntowego

Q_r ≤ m * Q_fNB

m = 0,8

[m²]

c^(r) = 15 [MPa]

φ^(r)=14^o

N_D=3,59

N_c=10,37

N_B=0,48

tgδ=Q_tr/Q_r

tgδ=107,4/411,61=0,25

tgφ=0,25

tgδ/ tgφ=1

i_B=0,3

i_D=0,7

i_C=0,38

γ_B=19,62 [kN/m³]

γ_D=18,64 [kN/m³]

D_min=1,2 [m]

• Kombinacja II

Q_r = V_max = 411,61 [kN]

=B-2e_b=3,5-2*0,228=3,044 [m]

Q_fNB=111,48 [kN]

Q_fNB< Q_r

Warunek nie został spełniony !

Z uwagi na niewystarczającą nośność gruntu decyduję się na wymianę gruntu bezpośrednio pod fundamentem na piasek średni o I_D=0,8 o głębokości 1,2 m.

[m²]

c^(r) = 0 [MPa]

φ^(r)=31,5

N_D=21,5

N_c=34

N_B=9,5

tgδ=Q_tr/Q_r

tgδ=107,4/411,61=0,25

tgφ=0,61

tgδ/ tgφ=0,41

i_B=0,4

i_D=0,6

i_C=0,6

γ_B=19,62 [kN/m³]

γ_D=18,64 [kN/m³]

D_min=1,2 [m]

• Kombinacja II

Q_r = V_max = 411,61 [kN]

=B-2e_b=3,5-2*0,228=3,044 [m]

Q_fNB=515,5 [kN]

411,61<515,5*0,9=463.95 [kN]

• Kombinacja III

Q_r=318,84 [kN]

=B-2e_b=3,5-2*0,389=2,722 [m]

Q_fNB=491,489 [kN]

411,61<491,489*0,9=442,34 [kN]

1. Sprawdzenie stateczności ogólnej ( metoda Felleniusa )

M₀<m*M_U

M₀=ΣS_i*R (α>0)

R=6,98 [m]

M_U=ΣT_i*R+ ΣS_i*R (α<0)

m=0,8

S_i=W_i*sin(α_i)

W_i= γ_i*b_i*h_i

T_i=N_i*tg(φ_i)+c_i*l_i

c_i=0 [MPa]

N_i=W_i*cos(α_i)

Lp.

Pp[m²]

γ_i[kN/m³]

W_i[kN]

W[kN]

α

sin(α)

cos(α)

tgΦ

T_i[kN]

S_i[kN]

1

0,21

18,64

3,914

3,9144

-43

-0,681

0,731369

0,649383

1,8591

-2,66955

2

0,585

18,64

10,904

10,904

-37

-0,601

0,798647

0,649383

5,655328

-6,56227

3

0,875

18,64

16,31

16,31

-30

-0,499

0,866033

0,649383

9,172541

-8,15478

4

1,099

18,64

20,485

20,485

-24

-0,406

0,91355

0,649383

12,15283

-8,33192

5

1,267

18,64

23,616

23,616

-18

-0,309

0,951059

0,649383

14,58584

-7,29781

6

1,385

18,64

25,816

25,816

-12

-0,207906

0,978149

0,649383

16,39841

-5,36738

7

1,457

18,64

27,158

27,158

-6

-0,104525

0,994522

0,649383

17,53966

-2,83875

8

1,459

18,64

27,195

27,819

-1

-0,017452

0,999848

0,649383

18,06294

-0,48551

0,026

24

0,624

9

0,955

18,64

17,801

41,129

5

0,087153

0,996195

0,649383

26,60699

3,584541

0,972

24

23,328

10

2,393

18,64

44,605

88,920

11

0,190803

0,981628

0,649383

56,68266

16,96634

1,41

24

33,84

0,419

25

10,475

11

3,585

18,64

66,824

89,788

16

0,275629

0,961264

0,649383

56,04851

24,74833

0,261

24

6,264

0,668

25

16,7

12

3,456

18,64

64,419

86,831

22

0,374596

0,927188

0,649383

52,2815

32,52687

0,238

24

5,712

0,668

25

16,7

13

3,273

18,64

61,008

82,916

28

0,469459

0,882954

0,649383

47,54245

38,92599

0,217

24

5,208

0,668

25

16,7

14

3,198

18,64

59,610

76,862

35

0,573562

0,819162

0,649383

40,88716

44,08551

0,023

24

0,552

0,668

25

16,7

15

2,875

18,64

53,59

70,29

42

0,669115

0,743159

0,649383

33,92163

47,03206

0,668

25

16,7

16

2,425

18,64

45,202

61,902

50

0,766028

0,642807

0,649383

25,83965

47,41866

0,668

25

16,7

17

1,808

18,64

33,701

50,401

59

0,857152

0,515064

0,649383

16,85787

43,2014

0,668

25

16,7

18

0,829

18,64

15,452

32,152

72

0,951045

0,309052

0,649383

6,452807

30,57853

0,668

25

16,7

M₀=329,07*6,98=2296,90 [kNm]

M_u=416,84*6,98=2909,55 [kNm]

2296,90<2909,55*m=2327,64 [kNm] Warunek spełniony.

2. Sprawdzenie warunków stanu granicznego używalności ( II stan graniczny )

1. Osiadania średnie i krawędziowe

S_i=Σσ_jzi*h_i/M₀

σ_0zi=K_0i*p₁+K_0i'*p₂

σ_1zi=K_1i*p₁+K_1i'*p₂

σ_2zi=K_1i*p₁+K_2i'*p₂

p₁=62,28 [kPa]

p₂=77,88 [kPa]

Grunt	γi [kN/m^3]	hi [m]	zi [m]	zi/bi [m]	σjzi [kN/m^2]	0,3σzi [kN/m^2]	Koi [-]	Koi^' [-]	K1i [-]	K1i^' [-]	K2i^' [-]	σ0zi [kN/m^2]	σ1zi [kN/m^2]	σ2zi [kN/m^2]	M0 [MPa]		S0i [mm]	S1i [mm]	S2i [mm]
Ps	18,64	0,6	0,3	0,09	11,18	3,36	1,00	0,50	0,50	0,50	0,00	101,22	70,08	31,14	150,00		0,40	0,28	0,12
Ps	18,64	0,7	0,65	0,19	24,23	7,27	1,00	0,50	0,50	0,50	0,00	101,22	70,08	31,14	150,00		0,47	0,33	0,15
Ps	18,19	0,8	1,05	0,30	38,78	11,64	0,96	0,48	0,50	0,42	0,08	97,17	63,60	37,12	79,00		0,98	0,64	0,38
Ps	10,01	0,8	1,45	0,41	46,79	14,04	0,96	0,48	0,50	0,42	0,08	97,17	63,60	37,12	79,00		0,98	0,64	0,38
Ps	10,61	0,8	1,85	0,53	55,28	16,58	0,82	0,41	0,48	0,35	0,13	83,00	57,21	40,08	130,00		0,51	0,35	0,25
Ps	10,61	0,8	2,25	0,64	63,77	19,13	0,82	0,41	0,48	0,35	0,13	83,00	57,21	40,08	130,00		0,51	0,35	0,25
Ps	10,61	0,8	2,65	0,76	72,26	21,68	0,67	0,33	0,45	0,29	0,15	67,30	50,61	39,71	130,00		0,41	0,31	0,24
Ps	10,61	0,8	3,05	0,87	80,74	24,22	0,67	0,33	0,45	0,29	0,15	67,30	50,61	39,71	130,00		0,41	0,31	0,24
Ps	10,61	0,8	3,45	0,99	89,23	26,77	0,67	0,33	0,45	0,29	0,15	67,30	50,61	39,71	130,00		0,41	0,31	0,24
Ps	10,61	0,8	3,85	1,10	97,72	29,32	0,54	0,28	0,41	0,25	0,16	55,56	45,00	38,00	130,00		0,34	0,28	0,23
Ps	10,61	0,8	4,25	1,21	106,21	31,86	0,54	0,28	0,41	0,25	0,16	55,56	45,00	38,00	130,00		0,34	0,28	0,23
Ps	10,61	0,8	4,65	1,33	114,70	34,41	0,54	0,28	0,41	0,25	0,16	55,56	45,00	38,00	130,00		0,34	0,28	0,23
Ps	10,61	0,8	5,05	1,44	123,18	36,96	0,54	0,28	0,41	0,25	0,16	55,56	45,00	38,00	130,00		0,34	0,28	0,23
Ps	10,61	0,8	5,45	1,56	131,67	39,50	0,40	0,20	0,33	0,19	0,15	40,24	35,47	32,36	130,00		0,25	0,22	0,20
Ps	10,61	0,8	5,85	1,67	140,16	a	0,40	0,20	0,33	0,19	0,15	40,24	35,47	32,36	130,00		0,25	0,22	0,20
																Σ	6,97	5,08	3,58

1. Przechylenie ściany

ϕ< ϕ_dop

ϕ_dop=0,006 [rad]

ϕ=(S₁-S₂)/B

ϕ=(5,08-3,58)/3500=0,00043 [rad]

0,00043<0,006 [rad]

2. Przemieszczenia poziome

f=f₁+f₂<f_dop

f_dop=0,015*H=0,015*5=0,075 [m]

f₂= ϕ*H=0,00043*5=0,00215 [m]

f₁=(Q_Hn*Γ)/(2l₁*E₀)

Q_Hn=E_I=89,5 [kN]

l₁=1

E₀=δ*M₀

δ=0,83

M₀=150 [MPa]

E₀=124,5

Γ=(1+ν)*2/π[(1-ν)*ln(1+m_Γ)+ m_Γ(3-2ν)*arctg m_Γ^-1]

m_Γ=2h_w/B

ν=0,25

h_w=0,4(B+l_a) [m]

l_a=D*tg(45+φ/2) [m]

l_a=2,3 [m]

h_w=2,32 [m]

m_Γ=1,325

Γ=0,64

f₁=0,0023 [m]

f=0,00445 [m]

7. Obliczenia dla wariantu II - posadowienie na palach.

Warunki gruntowe

Grunt	Rz [m]	ID/IL
Gπ	2,5	0,25
Ps	3,3	0,38
T	4,5	0,75
Ps	11,8	0,7

1. Określenie wypadkowej obciążeń i mimośrodu działania tej wypadkowej.

1. Wartości obliczeniowe.

ΣV=ΣV_max=411,61 [kN]

ΣH=E_Imax=107,4 [kN]

ΣM_o= ΣM_omax=94,09 [kNm]

W=422,22 [kN]

e_b=-0,228 [m]

2. Wartości charakterystyczne.

ΣV=ΣV_k=354,27 [kN]

ΣH=E_I^k=89,5 [kN]

ΣM_o= ΣM_o^k=79,53 [kNm]

W=365,40 [kN]

e_b=-0,224 [m]

1. 
   Przyjęcie układu pali.

Długość pali:

Pale wciskane- 14 m

Pale wyciągane - 16 m

Przyjęta średnica pali - φ=508 mm

Zagłębienie pali w grunt nośny - 3*φ=1524 mm

Kąt nachylenia pali 2 i 3 = 11^o (tgα=1/5)

1. Przyjęcie planu palowania.

Długość sekcji dylatacyjnej L = 10 m.

1. 
   Wyznaczenie sił w palach (Metoda Cullmana)

tg(α)=E_I/ΣV=0,2526

α=14^o

S₁^'=207,32 [kN]

S₂^'=306,51 [kN]

S₃^'=156,38 [kN]

S_i=(S_i^'*L)/m_i

m_i-liczba pali w sekcji dylatacyjnej

S₁=414,64 [kN]

S₂=613,02 [kN]

S₃=312,76 [kN]

2. Stan graniczny nośności

Q_r<m*N

m=0,9

1. Nośność pala pojedynczego

N_t=N_p+N_s-T_m

N_p=S_p*q^(r)*A_p

S_p=1,4

q^(r)=3804,54*0,9=3424,09 [kPa]

A_p=πr²*1,45=0,2939 [m²]

N_p=1408,88 [kN]

N_s=ΣS_si+t_i^(r)*A_si

Poziom interpolacji oporów

Rodzaj gruntu	hi[m]	γi [kN/m^3]	hi *γi [kN/m^2]
Gπ	1,3	19,62	25,51
Ps	0,8	18,19	14,55
Ps	1,2	10,01	12,01
T	7,3	6	43,8
Σ			95,87

h_z=(0,65*95,87)/10,61=5,87 [m]

R_z(h_z)=-11,8+5,87=-5,93 [m]

Wartości oporów t i q w poszczególnych warstwach

• G_π

IL	0	0,5	0,25
t^(n)[Kpa]	50	25	37,5

t^(r)=1,1*37,5=41,25

• P_s

ID	0,33	0,67	0,38
t^(n)[Kpa]	47	74	51

t^(r)=1,1*51=56,1

• T

t^(r)=0

• P_s

ID	0,67	1	0,7
t^(n)[Kpa]	74	132	79

t^(r)=0,9*79=71,1

ID	0,67	1	0,7
q^(n)[Kpa]	3600	5850	3804,54

q^(r)=0,9*3804,54=3424,09

Głebokości krytyczne

• Dla oporów t

h_t=5 [m]

R_z(h_t )=-5,93-5=-10,93 [m]

• Dla oporów q

D =0,508 [m]

h_c = 10.0x(D/0.40)^0,5 = 11,3 [m]

R_z(h_c) =-5,93-11,3=-17,23 [m]

A_s(1m) = 1.596 m²

Nośność dla pali wciskanych

N_s=S_s*A_s*h*t'^(r)

N_s=1,1*1,596*2,2*79=187,23 [kN]

Tarcie negatywne

Grunt	hi [m]	As	t^'(r)i [kPa]	Ssi	Tn[kN]
Gπ	1,3	1,596	5,36	0,9	10
Ps	2	1,596	23,97	1	76,5
T	7,3	1,596	10	1	116,5
Σ					203

N=1408,88-203+187,23=1393,11 [kN]

N>S'₁ ,S'₂

Nośność dla pali wyciąganych

Grunt	hi [m]	As	t^'(r)i [kPa]	S^wi	N^w[kN]
Gπ	1,3	1,596	5,36	0,6	10
Ps	2	1,596	23,97	0,6	76,5
T	7,3	1,596	0	0,6	0
Ps	4,2	1,596	71,1	0,6	285,95
Σ					372,45

N^w=<S'₃

1. Nośność pala w grupie.

Pale wciskane

Q_r<m*N_tg

m=0,9

N_tg=N_p+m₁*N_s-T_n

r=2 [m]

R=D/2+Σh_i*tgα_i

α=7^o

tgα=0,123

R=0,508/2 + 2,2*0,123=0,525 [m]

r/R=3,81

m₁=1

N_tg=1393,11 [kN]

Q_r<Ntg*0,9=1253,8

Pale wyciągane

Q_r<m*N_s

m=0,9

R=D/2*0,1*h

R=0,508/2*0,1*4,2=0,107 [m]

r/R=18,7

m₁=1

N_g^w=1*N_s=372,45[ kN]

Q_r<N_g^w*0,9=335,205

1. Stan graniczny użytkowalności.

1. Osiadania pala pojedynczego

S=S₁+S₂

S₁=[(Q_n*h₁)/(E_t*A_t)]*M_R

Q_n=613,02+203=816,02 [kN]

h₁=10,6 [m]

E_t=30000 [MPa]

A_t=(π*D²/4)=0,203

h₁/D=20

K_A=(E_t/E_o)*R_A

R_A=1

E_o=S_si *E_oi

S_si=constans=1

E_o=110 [MPa]

K_A=272,73

M_R=0,9

S₁=(816,02*10,6)/(30*10⁶*0,203)*0,9=0,00128 [m]

S₂=(Q_n+T_n)/(h_z*E_o)*I_w

Q_n+T_n=816,02 [kN]

h_z=2,2 [m]

E_o=110 [MPa]

I_w=I_oK*R_n

h_z/D=4,33

I_oK=2,2

R_n=1

S₂=[816,02/(2,2*110000)]*2,2=0,0074 [m]

S=0,00128+0,0074=0,00868 [m]

























---