PYTANIE nr 1

W jakim celu wykonuje się ścianki szczelne

Ścianki szczelne są to złożone z podłużnych elementów zagłębionych w grunt ściśle jeden obok drugiego. Są obciążane głównie siłami poziomymi, a niektóre przenoszą również obciążenia pionowe. Ścianki szczelne stosuje się w celu:

1. podtrzymania ściany wykopów lub uskoków terenu

2. wyeliminowanie lub zmniejszenie dopływu wody do wykopu i zabezpieczenie przed takimi zjawiskami jak sufozja lub kurzawka

3. zwiększenie szczelności podłoża pod podstawą fundamentu we wszelkiego rodzaju budowlach piętrzących wodę

4. umocnienie nadbrzeży w budownictwie hydrotechnicznym

5. w posadowieniach bezpośrednich przy gruntach nawodnionych

PYTANIE nr 2

Od czego zależy głębokość wbicia ścianki szczelnej

Głębokość wbicia ścianki szczelnej zależy od:

1. głębokości wykopu lub uskoku terenu

2. rodzaju podłoża poniżej dna wykopu

3. warunków gruntowo-wodnych np. konieczność zagłębienia ścianki w gruntach nieprzepuszczalnych

4. wielkość obciążeń przekazywanych na ściankę tzn. parcia gruntu, parcie wody

Uproszczona metoda wymiarowania:

1. gr. brusów - g = 0,02 * L + 2 , g, L [cm]

2. głębokość wbicia -

1. ścianki rozparte w połowie długości powyżej dna wykopu

H_c = 0,5 * H

2. ścianki wspornikowe - głębokość wbicia powinna odpowiadać części wystającej powyżej dna wykopu

H_c = H lub wg Schocklitsch'a H_c = 0,82 * ( H + h_z ) h_z = q / γ

3. w prostych przypadkach przyjmuje się że ścianka pracuje jako belka wolnopodparta, lub wspornikowa obciążona parciem gruntu rozłożonym w kształcie trójkąta. Teoretyczny pkt. podparcia B przesuwa się dla ścianki rozpartej na głębokość:

dla wolnopodpartej: a = 0,1 * H

dla wspornikowej: a = 0,3 * H

PYTANIE nr 3

Wymienić materiały stosowane na ścianki szczelne

Podstawowe materiały stosowane na ścianki szczelne to:

1. drewno

1. sosnowe - dobre

2. świerkowe, jodłowe - zbyt kruche

3. dębowe - bardzo drogie

Poszczególne elementy ścianki to BRUSY, przy elementach stalowych to GRODZICE.

Grubości brusów drewnianych przy dł. Do 3m - 8cm, do 5m - 12cm

2. stal

1. płaskie (Lackawanna)

2. 
   korytkowe (Larssena)

3. 
   zetowe (Hoesch)

4. dwuteowe

5. skrzynkowe

3. beton (żelbet)

1. prefabrykowane brusy żelbetowe

2. prefabrykowane brusy z betonu sprężonego

3. pale blisko obok siebie

PYTANIE nr 4

Ścianki szczelne drewniane - wady i zalety:

Wady

1. są stosunkowo mniej wytrzymałe od ścianek żelbetowych i stalowych

2. wykazują duże straty przy rozbiórce i wyjmowaniu

3. stosowane są na budowle pomocnicze

Zalety:

1. są szczelne a szczelność ich rośnie wraz z czasem w wyniku pęcznienia drewna

2. lekkie nie wymagają wiec zastosowania ciężkiego sprzętu

3. tańsze od ścianek żelbetowych i stalowych

4. większe przekroje mogą przenosić obciążenie pionowe

5. trwałe poniżej zwierciadła wody gruntowej

PYTANIE nr 5

Ścianki szczelne stalowe - wady i zalety:

Wady

1. są drogie

2. są w początkowym okresie mało szczelne

3. nie mogą przejmować obciążeń pionowych

Zalety:

1. dają się łatwo wbijać

2. mają dużo wytrzymałość przy małym ciężarze

3. mogą być wielokrotnie używane

4. można wykonywać ścianki zakrzywione w planie

5. można je łatwo sztukować

PYTANIE nr 6

Ścianki szczelne żelbetowe - wady i zalety:

Wady

1. mają duży ciężar w stosunku do wytrzymałości

2. konieczne jest stosowanie ciężkiego sprzętu

3. potrzebny jest plac do produkcji i składowania prefabrykatów

4. ciężko uzyskać wymaganą szczelność

Zalety:

1. mogą przejmować obciążenia pionowe

2. mniejsze zużycie stali

PYTANIE nr 7

Schematy statyczne ścianek szczelnych

Zależnie od warunków podparcia wyróżniamy następujące schematy:

1. Ścianka szczelna wspornikowa (dołem utwierdzona)

2. Ścianka szczelna górą rozparta lub zakotwiona (jednokrotnie)

1. góra i dołem wolnopodparta

2. górą wolnopodparta dołem utwierdzona

6. Ścianka szczelna wielokrotnie rozparta lub zakotwiona

1. dołem wolnopodparta

2. dołem utwierdzona

PYTANIE nr 8

• Podać zasadniczą klasyfikację gruntów wg ASTM - oparta jest na składzie granulo- metrycznym. Grunty dzielimy na: grubo- i drobnoziarniste.

1) Gr. gruboziarniste dzielimy na: a) żwiry (G-gravel) ; b) piaski (S-sand)

a) Żwiry:

GW- dobrze uziarnione żwiry z małą lub bez cząstek drobnych ; C_u=
>4 C_c=1<
<3

GP- słabo uziarnione- mieszanina żwirowo piaskowa z małą lub bez cząstek drobnych (nie spełnia

warunków GW )

GM- „pyłowe żwiry”; żwiry z domieszką pyłu (Granica Aterberga poniżej A linii , I_p< 4 % )

GC- żwiry z domieszką iłu (Granica Aterberga powyżej A linii , I_p > 7 % )

Jeżeli 4< I_p < 7 % → grunt nazwiemy GM-GC

b) Piaski :

SW- dobrze uziarnione piaski C_u>6 ; 1<C_c<3

SP - słabo uziarnione piaski - nie spełniają powyższych wymagań

SM- piaski pyłowe ( mieszanina piasku z pyłem ). Granica Aterberga poniżej A linii , I_p< 4 %

SC- piaski iłowe (piaski z domieszką iłu). Granica Aterberga powyżej A linii , I_p> 4 %

2) Gr. drobnoziarniste

O- organiczne ; H- gr. wysokoplastyczne w_L>50% ; L- gr. niskoplastyczne w_L<50%

I ) Pyły i iły o w_L<50%

ML- nieorganiczne pyły, b. drobne piaski , piaski iłowe, pyły iłowe.

CL- nieorganiczne iły o niskim stopniu plastyczności

OL- organiczne pyły i organiczne iły pyłowe

II ) Pyły i iły o w_L>50% : MH , CH , OH

III) Pt (peat - torf ) - gr. wysokoorganiczne (torfy)

PYTANIE nr 9

• Zasadnicza klasyfikacja gruntów wg Eurocodu 7.

Przewiduje się podział klasyfikacji gr. na następujące części:

1. Podstawowa klasyfikacja gr. - oparta na składzie granulometrycznym, granicach konsystencji (wykres plastyczności) zawartości cz. organicznych i węglanów wapnia oraz opisie wizualnym.

2. Poszerzona klasyfikacja gruntu- uwzgl. bardziej specyficzne własności geotechniczne dotyczące stopnia zagęszczenia , wytrzymałości , działania mrozu.

3. Regionalna klasyfikacja gruntów - może być dodatkiem do podstawowej i/lub poszerzonej klasyfikacji dostarczając typowych charakterystyk lub klasyfikacji gruntów w której nie są uwzględnione.

PYTANIE nr 10

• Cel ustanowienia kat. geotechnicznych wg Eurocodu 7.

Przy ustalaniu kat. geotechn. należy wziąźć pod uwagę następujące czynniki:

1. rodzaj i wielkość konstrukcji

2. w-ki specjalne w stosunku do otoczenia

3. w-ki gruntowe

4. w-ki wodne, sejsmika i wpływ środowiska

PYTANIE nr 11

• Krótko określić poszczególne kat. geotechniczne wg Eurocodu 7.

I kat. - (najprostsza) obejmuje ona jedynie małe i stosunkowo proste budowle :

- dla których można zagwarantować , że podstawowe wymagania będą spełnione na podst.

doświadczeń i jakościowych badań geotechnicznych

- o pomijalnym zagrożeniu życia i mienia

Nie bierzemy I kat. <=> - podłoże z luźnych nasypów ; - gr. pęczniejące ; - osiadanie zapadowe

II kat. - obejmuje konstrukcje lub ich części dla których niezbędne są ilościowe dane geotechn.

oraz ich analizy. Zapewnienie spełnienia podst. wymagań pozwala zastosować

konwencjonalne metody projektowania i wykonawstwa. Zaliczamy : fundam. na palach,

przyczółki, filary mostowe

III kat. - konstr. niezaliczone w I i II kat. Do III kat. geotechn. włącza się b. duże lub nietypowe

konstr. , konstr. związane z wyjątkowym ryzykiem na skomplikowanym podłożu i

nietypowych warunkach obc. oraz konstr. na obszarach szczególnie aktywnych sejsmicznie.

PYTANIE nr 12

• Jakie współczynniki parcia gruntu są proponowane przez Eurocod 7.

Wg Eurocodu mamy 3 współ. parcia gruntu:

K_γ - dla ciężaru gruntu

K_p - dla pionowego obc. powierzchni gr. (p)

K_c - dla spójności gruntu (c)

K_γ -->
([Author:MK] β - θ )

K_p=K_ncos²β

K_c=( K_n -1)ctgø

Β - kąt nachylenia naziomu

θ - kąt nachylenia ściany oporowej

PYTANIE nr 13

• Wpływ wody na parcie na ścianę oporową wg Eurocodu 7

Przy określaniu projektowego parcia wody muszą być uwzględnione skutki zablokowania albo zniszczenia systemu drenażu na wartość parcia wody gruntowej lub złego funkcjonowania środków zapobiegania infiltracji .

PYTANIE nr 14

PYT. 14 ,, Rodzaje naruszenia struktury gruntu podczas pobierania próbek ?”

Mechaniczne naruszenie próbek. Następuje wskutek przeciążenia lub nadmiernego odkształcenia gruntu podczas wtłaczania aparatu pobierającego próbkę, ucięcia próbki, wyjmowania aparatu z gruntu oraz późniejszych operacji z gilzą. Najbardziej odkształcony jest grunt przy końcach gilzy oraz na pobocznicy (wskutek tarcia między gruntem, a gilzą). Objętość obszarów znacznie naruszonych oraz stopień zniszczenia struktury zależą od:

• rodzaju próbnika

• stopnia plastyczności i ich wrażliwości - największy stopień naruszenia struktury występuje w gruntach spoistych o niskich wskaźnikach plastyczności.

Zmiana ciśnienia porowego w próbkach i redystrybucja wody. Na skutek zmiany obciążenia tzw. odciążenia w próbce powstaje ciśnienie ujemne. Teoretyczna wartość tego ciśnienia w tzw. doskonałej próbce powinna wynosić ok. 40-60% efektywnego ciśnienia nadkładu. W prawdziwych próbkach ciśnienie ujemne ciśnienie wody w porach ma znacznie mniejszą wartość. Rozbieżność tę tłumaczy się tym, że ujemne ciśnienie wody w porach powstałe w środkowej najbardziej nienaruszonej części próbki prowadzi do wessania wody z bardziej naruszonego i w skutek tego bardziej ściśliwego zewnętrznego obszaru próbki. Najbardziej nienaruszony środkowy rdzeń próbki spęcznieje podczas, gdy obszar zewnętrzny ulegnie konsolidacji i w ten sposób objętość całości pozostanie ta sama - to zjawisko przebiega w czasie.

Przeprowadzone badania wykazały ujemne ciśnienie wody w porach gruntu bezpośrednio po pobraniu próbki i jego ustąpieniu po kilku godzinach. Stwierdzono też, że wilgotność w rdzeniu próbki była zawsze wyższa niż wilgotność w obszarach położonych bliżej obwodu.

PYTANIE nr 15

PYT. 15 ,, Wyjaśnić pojęcie i cel rekonsolidacji gruntów”

Pęcznienie próbki następujące w czasie od jej wycięcia w podłożu do przygotowania jej do badania powoduje dwojaki skutek :

1. naprężenia efektywne w próbce zostały zmniejszone dlatego w próbce poddanej ściskaniu bez odcieku wody w aparacie trójosiowym naprężenia efektywne przy ścięciu będą tylko częścią naprężeń w stosunku do występujących w podłożu

2. nadwyżka wilgotności w gruncie uniemożliwi wytworzenie się w strukturze gruntu oporu przeciw odkształceniu jakie mogłoby powstać w podłożu

Szkodliwy wpływ pęcznienia może być usunięty przez zrekonsolidowanie próbki do tego samego ciśnienia jakiemu była ona poddana w podłożu.

Koniecznym warunkiem otrzymania miarodajnego obrazu właściwości podłoża na podstawie zbadania próbki o nienaruszonej strukturze jest skonsolidowanie próbek prze rozpoczęciem badań do tych samych naprężeń, które występowały w nich w podłożu gruntowym. Konieczność takiej rekonsolidacji jest tym większa im grunt ma mniejszy wskaźnik plastyczności. (...)

PYTANIE nr 16

PYT. 16 ,, W jaki sposób możemy in situ wykonać badania wytrzymałości na ściskanie

bez odcieku wody ?”

Wykonuje się je sonda krzyżakową.

Badania in situ wytrzymałości przy ścinaniu bez odcieku wody sondą krzyżakową pozwalają na usunięcie większości wątpliwości wynikających z naruszenia struktury próbek. Można uzyskiwać powtarzalne wyniki w niedużych odstępach - rzędu 0,5m.

W wielu krajach badania podłoża, w którym zalegają słabe grunty spoiste nie jest uznawane za kompletne jeżeli nie ma wyników badań sondą krzyżakową. Stosując wyniki badań sondą krzyżakową do rozwiązywania praktycznych zadań konieczne jest prowadzenie korekt wartości otrzymanych z bezpośrednich pomiarów dla uwzględnienia czynników czasu i anizotropii.

PYTANIE nr 17

PYT. 17 ,, Przedstawić zmiany w czasie obciążenia dla ciśnienia porowego i

współczynnika bezpieczeństwa dla podłoża słabego nawodnionego gruntu

spoistego”

Stateczność nasypów : Wartość współczynnika bezpieczeństwa będzie minimalna w okresie kończenia budowy lub wkrótce potem, przed wystąpieniem istotnej konsolidacji gruntu spoistego. Wytrzymałością na ścinanie, która powinna być przyjęta w analizie stateczności , żeby znaleźć najmniejszą wartość współczynnika bezp. jest wytrzymałość na ścinanie bez odcieku.

q u u

t t t

Rozbieżność między wytrz. na ścinanie z sondy krzyżakowej, a wartościami obliczanymi z danych dla katastrof nasypów jest w rzeczywistości funkcją czasu ; im szybciej obciążenie jest przyłożone tym większe wartości wytrzymałości na ścinanie są mierzone , a zwiększenie jest tym większe im większy jest wskaźnik plastyczności gruntu.

Zaproponowany współczynnik korekcyjny  wprowadza wytrz. na ścinanie bez odcieku przez badanie w czasie kilku minut do zgodności z terenową wytrzymałością na ścinanie wywołane przez obciążenie przyłożone ...

(...)

Podczas wykonywania wykopu w słabych gr. spoistych czasami występuje wyparcie dna wykopu, któremu towarzyszy zapadanie się otaczającego gruntu. Dla płytkich wykopów o dużej szerokości w porównaniu z głębokością niebezpieczeństwo naruszenia dna wykopu może być ocenione za pomocą konwencjonalnej analizy stateczności. Jednak dla głębokich wykopów doświadczenia wskazują, że konwencjonalna analiza stateczności doprowadza do nierealnych wyników metodę obliczenia współczynnika bezpieczeństwa w przypadku wyparcia dna wykopu o różnym kształcie i głębokości przyjęto wg. Bierruna Eide'a

PYTANIE nr 18

18. Czy wartości wytrzymałości na ścinanie bez odcieku wody określona sondą krzyżakową są miarodajne do projektowania : stateczności nasypów , dna wykopów i nośności podłoża pod fundamentem .

Stosując wyniki badań sondą krzyżakową do wyznaczania wytrzymałości gruntu na ścinanie ( rozwiązywania praktycznych zadań ) konieczne jest wprowadzenie korekt wartości otrzymanych z bezpośrednich pomiarów dla uwzględnienia czynników : czasu i anizotropii .

S_{Uob l}= S_U•μ_R•μ_A

S_U - wytrzymałość na ściskanie ( ≈C_U )

μ_R - wsp. poprawkowy uwzględniający wpływ czasu , i wartość maleje ze wzrostem wsk. Plastyczności ( I_P )

μ_A - wsp. Poprawkowy uwzględniający anizotropię gruntu spoistego , jej wartość zmienia się wzdłuż krzywej powierzchni poślizgu zależnie od jej nachylenia i przyjmuje tym większe wartości im grunt ma mniejszy współczynnik plastyczności ( I_P ) .

1-2 -- Stateczność nasypów i fundamentów .

Wartość wsp. bezpieczeństwa n będzie min w okresie kończenia budowy lub wkrótce potem , przed wystąpieniem istotnej konsolidacji gruntu spoistego .

Stwierdzono , że uzyskane wsp. bezpieczeństwa są niezadowalające , niezgodność zwiększała się ze wzrostem wskaźników plastyczności .

Po naniesieniu teoretycznego wsp. bezpieczeństwa w zależności od wsk. plastyczności zaproponowano wsp. korekcyjny μ dla skorygowania wytrzymałości na ścinanie z sondy krzyżakowej dla analizy stateczności nasypów i nośności fundamentów .

• - Stateczność dna wykopów .

Zestawiono dane dotyczące zniszczenia przez wypiętrzenie dna rozpartych wykopów w słabych gruntach spoistych .

Stwierdzona zgodność pomiędzy przewidywanym a obserwowanym zachowaniem - jest b.zadowalająca dla gruntów o niskim wsp. plastyczności . Natomiast rozbieżność rośnie ze wskaźnikiem plastyczności .

Dlatego zaproponowano wsp. korekcyjny μ o wartościach jak dla stateczności nasypów .

PYTANIE nr 19

19. Przyczyny występowania błędów posadowienia .

1. Błędy i niedociągnięcia w badaniu gruntu .

• Nie zawsze dokonuje się dostatecznej oceny badań gruntu i ekspertyzy z dziedziny mechaniki gruntów, lub nie trafia ona do wszystkich zainteresowanych ,

• Częściowe lub całkowite zaniechanie badań gruntu bądź badania wykonano lecz sposób ich przeprowadzenia zwłaszcza pobrania próbek prowadzi do błędnych wyników i wniosków ,

• Zdarza się że nowe obiekty buduje się w miejscu dawno zniszczonych i zapomnianych dlatego b.ważne staje się zbadanie historii danego terenu , pozostałości zniszczonych czy wyburzonych obiektów , metod ich posadowienia itd. ,

• Brak odpowiednich analiz badań gruntu ,

• Niepełna ekspertyza geotechniczna - nie ma propozycji posadowienia , nie uwzględnia sposobu wykonania robót ,

• Brak współpracy z geotechnikiem w trakcie projektowania i wykonania .

Nawet najbardziej skrupulatne badanie gruntu nie jest w stanie wykryć wszystkich szczegółów a projektant nie może przewidzieć wszelkich możliwych sytuacji .

2. Błędy projektowania .

• Nie uwzględnienie związków między podłożem a fundamentem i zaprojektowanie konstrukcji , która nie jest w stanie dostosować się do przewidywanych zmian ,

• Zaprojektowanie nieodpowiedniego posadowienia prowadzi to do nieodpowiedniego obc. fundamentu,

• Nie uwzględnienie zmian jakie mogą zajść pod wpływem czynników zewn. zarówno w nośności gruntu jak i obc.( woda gruntowa ),

• Projektowanie fundamentu o równomiernej nośności dla obiektów o różnym obc. w różnych jego punktach lub odwrotnie projektowanie fundamentu o różnej nośności czy różnej charakterystyce (płytkie głębokie) ,

• Projektowanie przy zbyt dużymi wymaganiami stateczności .

3. Błędy wykonania .

• Nieodpowiednia metoda odwadniania - nie tylko utrudnia pracę ale może doprowadzić również do zniszczenia właściwości nośnych gruntu , zmniejszenia nośności fundamentu oraz może zagrozić stateczności budowli w pobliżu miejsca prowadzenia robót ,

• Nieodpowiednie zabezpieczenie dołu fundamentowego ,

• Niewłaściwy sposób wykonania lub użycia nieodpowiednich środków ,

• Zła jakość pracy tj. - nieprzestrzeganie metod zaleconych wykonania , wykonywanie elementów posadowienia o nieodpowiedniej trwałości - niewłaściwe wykonanie izolacji itd.

4. Szkody wyrządzone przez żywioły i zmiany obc .

• Brak przewidywania procesów , których część można by przewidzieć .

PYTANIE nr 20

20. Na czym powinna być oparta klasyfikacja słabych

gruntów spoistych.

1. Geologicznej historii podłoża ,

2. Wilgotności gruntu i granicach w_L , w_p. , zawartości części organicznych ,

UWAGA

Niedopuszczalne jest określenie granic plastyczności i płynności na gruntach wcześniej przesuszonych .

3. W opisie opartym na oględzinach struktury gruntu spoistego w warunkach zawilgocenia i częściowego przesuszenia ,

4. W wynikach sondowania „in situ” na miejscu przeprowadzoną sondą krzyżakową pozwalających na ustalenie w zakresie zmienności wytrzymałości w zależności od głębokości oraz również określenie wrażliwości .

5. W wynikach badań konsolidacji dla określenia krzywej e-logσ oraz wartości obc. prekonsolidacyjnegoσ_c .

PYTANIE nr 21

21. Wyjaśnić pojęcia normalnie skonsolidowanego

gruntu „ starego” i „młodego” oraz przekonsoli- dowanego.

1. Normalnie skonsolidowane młode grunty - grunty (spoiste) niedawno osadzone , które osiągnęły warunki równowagi pod wpływem ciężaru własnego -ale jeszcze nie przeszły znaczniejszej wtórnej lub opóźnionej konsolidacji .

• Właściwością charakteryzującą taki grunt jest zdolność przenoszenia tylko ciężaru warstw gruntu leżących ponad rozpatrywanym poziomem , a jakiekolwiek dodatkowe obc. spowoduje stosunkowo znaczne osiadania .

• Grunt spoisty który został niedawno skonsolidowany przez obc. dodatkowe np. nasyp będzie klasyfikowany pod względem ściśliwości jako grunt młody .

• Próbka o nienaruszonej strukturze młodego gruntu spoistego badana w edometrze będzie charakteryzowała się krzywą e - logσ z ostrym wygięciem przy ciśnieniu efektywnym nadkładu σ_o , którym próbka była obc. w podłożu σ_c ≈ σ_o .

2. Normalnie skonsolidowane grunty stare - jeśli młody grunt spoisty jest poddany stałym naprężeniom efektywnym przez setki lub tyś. lat będzie osiadał . Wystąpi konsolidacja wtórna lub opóźniona , w rezultacie której tworzy się bardziej trwały układ strukturalny cząstek , oznacza to większą wytrzymałość i zmniejszoną ściśliwość .

• Na skutek konsolidacji wtórnej tworzy się zapasowy opór przeciwko dalszym odkształceniom , może więc oprócz ciśnienia efektywnego nadkładu przenieść obc. dodatkowe bez większych zmian swojej objętości .

• Jeśli próbka o nienaruszonej strukturze starego normalnie skonsolidowanego gruntu spoistego będzie badana w edometrze , to otrzymana krzywa e - logσ będzie wykazywała gwałtowny wzrost ściśliwości przy obc. jednostkowym σ_c , które jednak jest większe od efektywnego ciśnienia nadkładu σ_o .

• W jednorodnym podłożu stosunek σ_C/σ_o jest stały dla różnych głębokości i będzie wzrastał wraz z konsolidacją wtórną . Stosunek σ_C/σ_o będzie zwiększał się przy wzroście wskaźnika plastyczności .

3. Grunty (spoiste) przekonsolidowane - są to grunty , które w przeszłości przez pewien czas były bardziej obc. niż to wynika z obecnego nadkładu .

• Jeśli taki grunt (spoisty) zostanie poddany dodatkowemu obc. wykaże większą ściśliwość (wygięcie krzywej) przy obc. σ_C większym niż największe dawne obc. ( σ₁) . Spowodowane to jest :

• Przekonsolidowaniem , które wzrasta jednakowo wraz z głębokością i jest niezależne od właściwości gruntu , w wyniku czego grunt może przenieść dodatkowe obc. w zakresie σ₁ i σ_c bez poważniejszej zmiany objętości ,

• Konsolidacją wtórną , której grunt był poddany w okresie obc. σ₁ które zwiększają się z głębokością podobnie jak obc. σ₁ .

~ Wielkość wpływu każdej z tych przyczyn na wartość σ_C zależy od w-ci max obc. w przeszłości i stopnia plastyczności gruntu .

~Podobny wynik jak przy obc. max w przeszłości otrzyma się w przypadku :

• okresowych wahań poziomu wody gruntowej ,

• działania kapilarności biernej np.:parowanie podłoża .

1. Co obejmuje projektowanie ścianek szczelnych ?

• Obliczenie czynnego i biernego parcia gruntu na ściankę oraz parcie wody.

• Wyznaczenie głębokości wbicia ścianki (przy założonym schemacie statycznym)

• Wyznaczenie momentów zginających i sił w elementach podpierających (rozporach, kotwach, ściągach)

• Wymiarowanie elementów ścianki szczelnej i kotew

• Obliczenie zakotwienia.

2. Co obejmuje projektowanie zakotwienia ścianek szczelnych ?

Zasadniczymi elementami kotwienia ścianki szczelnej, które wymagają obliczeń statycznych są:

• poziomy element usztywniający ściankę w poziomie kotew.

• ściągi zdolne bezpiecznie przekazać obciążenie ze ścianki na elementy kotwiące.

• Element kotwiący (kotew gruntowa, blok kotwiący, płyta lub ściana kotwiąca, kozłowy układ pali itp.)

Poziomy element usztywniający oblicza się jako belkę ciągłą z podporami w miejscu ściągów i obciążoną reakcjami R_A i R_B przekrój poprzeczny ściągu oblicza się na siłę R_A (R_B) i przyjętego rozstawu kotew x (parzysta krotność szerokości brusa lub grodzicy). Obliczenia przeprowadza się dla 1 mb ścianki szczelnej.

3. Wpływ schematu statycznego na głębokość wbicia ścianki szczelnej ?

Rozpatrujemy trzy przypadki schematu statycznego ścianki szczelnej:

I - ścianka nie zakotwiona utwierdzona w gruncie;

II - ścianka zakotwiona na wysokości 1m od górnego końca ścianki;

III - ścianka zakotwiona utwierdzona w gruncie;

Dla przykładu przeliczanego na ćwiczeniach projektowych w którym projektowano ściankę szczelną w wykopie o głębokości H=5,0 m wykonywanym w piasku pylastym otrzymano następujące głębokości wbicia ścianek:

Przypadek I - t = 7.70m

Przypadek II - t = 3.50m - 55% mniej niż w I-szym przypadku

Przypadek III - t = 5.80m - 25% mniej niż w I-szym przypadku

Wniosek:

Przy wykopach o większych głębokościach projektowanie ścianki szczelnej nie zakotwionej i utwierdzonej w gruncie prowadzi do konieczności dużej głębokości wbicia t i dużych wartości momentu zginającego może być to niecelowe i nieekonomiczne.

4. Co obejmuje projektowanie obudowy wykopu wąskiego ?

Bale poziome projektuje się na największą wartość parcia gruntu jako belki oparte na nakładkach o rozstawie l. Przy ustalonej wartości l należy określić grubość bali potrzebną do przeniesienia momentu zginającego, natomiast przy założonej grubości bali oblicza się rozstaw nakładek.

Obliczenie nakładek pionowych:

Na ogół nie projektuje się nakładek przyjmując, że doświadczony wykonawca dobierze je właściwie. Nakładki wykonuje się z bali o różnych szerokościach. W szczególności oblicza się je jak belki swobodnie podparte.

Obliczanie rozpór:

Rozpory oblicza się jak elementy ściskane osiowo z uwzględnieniem wyboczenia.

5. Określić zasadnicze wielkości charakteryzujące proces konsolidacji gruntu ?

Moduł ściśliwości:

Moi = Δσi`ho/Δhi = Δσi`(1+e₀)/ Δe_i

ei = e₀ - Δhi/ho*(1+e₀)

Wg Terzagiego krzywe ściśliwości pierwotnej gruntów spoistych o konsystencji plastycznej są typu logarytmicznego i mogą być określone za pomocą empirycznego wzoru:

e_(i+1) = e_i - Cv log((σi`+Δσi`)/σi`)

Stopień konsolidacji:

U = 1-U_t/U₀ = (e₀ -e_t)/(e₀ - e₁) = S_t/S_k

gdzie: U₀ - przyrost ciśnienia wody w porach po zwiększeniu odciążenia

U_t- nadwyżka ciśnienia wody w porach w czasie t;

e₀ - wskaźnik porowatości przed rozpoczęciem konsolidacji;

e₁ - wskaźnik porowatości po zakończeniu konsolidacji;

e_t - w czasie t;

T - wskaźnik czasu;

T = (Cv/h²)*t Cv - współczynnik konsolidacji

Konsolidacja warstwy otwartej o miąższości 2h ma taki sam przebieg jak warstwy półotwartej o miąższości h, gdyż przepływ wody w warstwie otwartej postępuje od jej środka ku obu warstwom przepuszczalnym.

6. Podać modelowe prawo konsolidacji ?

7. Jaką dopuszczalną wartość wysokości pionowej nie podpartej ściany wykonanej w gruncie spoistym otrzymuje się z warunku zerowego parcia jednostkowego ?

H = 2.00 *c_u/γ_sr

c_u - spójność gruntu;

γ_sr - gęstość gruntu;

8 .Stateczność dna wykopu wykonanego w słabym gruncie spoistym wyjaśnić możliwe zagrożenie ?

Rozpatrujemy trzy przypadki zniszczenia:

1. W postaci kołowej o środku obrotu w połowie wysokości ściany wykopu.

2. W postaci kołowej o środku obrotu na górze wykopu,

3. W postaci płaszczyzny przechodzącej przez dół wykopu.

Ad.1

H = 3Π*cu/γsr = 9.42 cu/γsr

Ad.2

H = 3/2*Π*cu/γsr = 4.71 cu/γsr

Ad.3

Htg β

G H = 4cu/(γsr*sinβ*cosβ) = 4*cu/(/(γsr*sin2β)

β dla β=45⁰ H = 4*cu/γsr

Są to trzy podstawowe przypadki możliwego zniszczenia. Dodatkowo z warunku zerowego parcia jednostkowego otrzymujemy, że H = 2* cu/γsr i z warunku zerowego parcia całkowitego H = 4*cu/γsr.

Z teorii oszacowań poprzez budowę pola wzajemnego wpływu otrzymujemy:

1 H = 2* cu/γsr H = 3.83* cu/γsr

3 2 sztywny blok

Heymand w 1973r - otrzymał wynik H = H = 2.83* cu/γsr a Pastor w 1976r - z rozwiązania statycznego otrzymał H = 3.53* cu/γsr

Ostatecznie przyjmuje się, że 3.53*cu/γsr ≤ H ≤ 3.83* cu/γsr

Grunt niespoisty nawodniony

Warstwa trudno przepuszczalna

Przepływ wody:

1. aspekt hydrologiczny (zabezpieczenie przed kurzawką )

2. aspekt statyczny (obliczenie obciążeń i podpór ścianki)

pompowanie

L

Ścianki z obcym żebrem

b)

a)

a

Teoretyczny punkt podparcia

rozpora

b)

a

Teoretyczny punkt podparcia

a)

log sigma

młode

stare

e

odciągi

Bale poziome

rozpory

Bale pionowe

przepuszczalna

przepuszczalna

h

2h

Nie przepuszczalna

przepuszczalna

Ad.1

A

H

B

Ad.1

A

B

---