|
POLSKA NORMA |
PN-83/B-02482 |
|
|
Fundamenty budowlane |
Zamiast PN-69/B-02482 |
|
|
|
Grupa katalogowa 0731 |
|
|
Nośność pali i fundamentów palowych |
|
|
Foundations Bearing capacity of piles and pile foundations |
Fondations Capacité portante de pieux et des fondations sur les pieux |
||
UKD 624.154:624.042
Zgłoszona przez Ministerstwo Budownictwa i Przemysłu Materiałów Budowlanych
Ustanowiona przez Polski Komitet Normalizacji, Miar i Jakości dnia 30 września 1983 r. jako norma obowiązująca od dnia 1 lipca 1984 r. (Dz. Norm. i Miar nr 16/1983 poz. 31)
SPIS TREŚCI
1. WSTĘP
1.1. Przedmiot normy.
Przedmiotem normy są wymagania dotyczące wyznaczania nośności pali i fundamentów na palach wszelkich budowli lądowych i wodnych. W podanych w normie zasadach obliczeń wprowadzono stan graniczny nośności oraz stan graniczny użytkowania.
1.2. Zakres stosowania normy.
Normę należy stosować do obliczania nośności różnych rodzajów pali o średnicy trzonu do 1,8 m poddanych statycznym obciążeniom pionowym wciskającym i wyciągającym oraz obciążeniom poziomym.
Wpływ obciążeń dynamicznych na pale jest uwzględniany poprzez stosowanie współczynników obciążenia, zgodnie z odpowiednimi przepisami i normami dotyczącymi rozpatrywanych konstrukcji lub urządzeń.
Obliczenia dotyczą pali pionowych lub nachylonych do 1:1.
W normie podano również sposób obliczeń osiadania pali oraz zasady przeprowadzania próbnych obciążeń w terenie i zasady interpretacji wyników.
Wprowadzona do normy nośność obliczeniowa pala jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony.
Obliczenie nośności pala wynikającej z wytrzymałości trzonu pala pracującego jak słup poddany obciążeniom pionowym ściskającym lub rozciągającym względnie poziomym, należy przeprowadzić zgodnie z postanowieniami przejściowymi.
Norma nie obejmuje zasad obliczeń fundamentów palowych traktowanych jako ustroje palowe.
Norma nie dotyczy fundamentów na terenach eksploatacji górniczej.
1.3. Określenia
1.3.1. obliczeniowa nośność pionowa pala
- maksymalne obciążenie statyczne, które pal może przenieść bezpiecznie w danych warunkach gruntowych.
1.3.2. obliczeniowa nośność boczna pala
- nośność boczna pala, przy której następuje przekroczenie wytrzymałości ośrodka gruntowego lub przekroczenie wytrzymałości trzonu pala.
1.3.3. osiadanie pala (fundamentu)
- pionowe przemieszczenie pala (fundamentu) spowodowane obciążeniem zewnętrznym działającym na pal oraz ciężarem własnym pala (fundamentu).
1.3.4. obciążenie obliczeniowe
- obciążenie działające na pal, równe iloczynowi obciążenia charakterystycznego i współczynnika obciążenia.
1.4. Oznaczenia
Duże litery łacińskie
Ap - pole przekroju poprzecznego podstawy pala, m2,
As - pole pobocznicy pala zagłębionego w gruncie, m2,
D - średnica trzonu pala lub szerokość jego boku, m,
Dp - średnica podstawy pala, m,
Dw - średnica wewnętrzna pala rurowego, m,
E - energia uderzenia młota, kN x m,
Eo - moduł odkształcenia gruntu, kPa,
EJ - sztywność giętna pala, kN x m2,
Hn - wartość charakterystyczna siły poziomej, kN,
Hr - wartość obliczeniowa siły poziomej, kN,
Hf - obliczeniowa nośność boczna gruntu, kN,
Hmax- maksymalne obciążenie poziome pala uzyskane w próbnym obciążeniu, kN,
ID - stopień zagęszczenia gruntu,
IL - stopień plastyczności gruntu,
L - długość pala lub rury obsadowej, m,
M - moment zginający w palu na poziomie terenu, kN x m,
Mmax - maksymalny moment zginający w palu, kN x m,
Nt - obliczeniowa nośność pala wciskanego, kN,
Np - opór podstawy pala, kN,
Ns - opór pobocznicy pala wciskanego, kN,
Nw - obliczeniowa nośność pala wyciąganego, kN,
Nd - obciążenie wciskające, które można dopuścić na pal wyznaczone wzorem dynamicznym, kN,
Noc - obciążenie wciskające, które można dopuścić na pal wyznaczone na podstawie próbnego obciążenia, kN,
Qr - obciążenie obliczeniowe działające na pal przyjmowane do sprawdzenia stanu granicznego nośności, kN,
Qmax - maksymalne obciążenie wciskające pal uzyskane w próbnym obciążeniu, kN,
Qwmax - maksymalne obciążenie wyciągające pal uzyskane w próbnym obciążeniu, kN,
Qn - obciążenie przyjmowane do sprawdzenia stanu granicznego użytkowania, kN,
R - promień podstawy strefy naprężeń w gruncie, m,
Sp, Ss, Sw - współczynniki technologiczne.
Małe litery łacińskie
a1, a2 - współczynniki redukcyjne nośności podstawy i pobocznicy pali rurowych otwartych,
c - wpęd pala pod wpływem ostatniego uderzenia młota, m,
c1 - odkształcenie sprężyste pala i gruntu pod wpływem ostatniego uderzenia młota, m,
e - sprężyste odkształcenie pala, gruntu i kołpaka na 1 m długości pala, m/m,
h - zagłębienie pala w gruncie, m,
hc - głębokość krytyczna, m,
hs - sprężyste zagłębienie pala, m,
hz - zagłębienie zastępcze pala, m,
hH - wysokość zaczepienia siły poziomej nad poziomem terenu, m,
kx - współczynnik podatności bocznej gruntu, kN/m3,
m - współczynnik korekcyjny,
p - współczynnik cechowania,
q - jednostkowa, graniczna wytrzymałość gruntu pod podstawą pala, kPa,
q(r) - jednostkowa, obliczeniowa wytrzymałość gruntu pod podstawą pala, kPa,
r - osiowy rozstaw pali w grupie, m,
[s] - symbol przemieszczeń przy obliczeniach według stanu granicznego użytkowania,
s - osiadanie pala pojedynczego, m,
sd - osiadanie dopuszczalne pojedynczego pala, m,
sśr - średnie osiadanie budowli, m,
sFśr - średnie osiadanie fundamentu palowego, m,
t - jednostkowa, graniczna wytrzymałość gruntu wzdłuż pobocznicy pala, kPa,
t(r) - jednostkowa, obliczeniowa wytrzymałość gruntu wzdłuż pobocznicy pala, kPa,
y0 - przemieszczenie osi pala w poziomie terenu, m,
yd - dopuszczalne przemieszczenie osi pala w poziomie terenu, m,
zmax - rzędna maksymalnego momentu zginającego w palu, m.
Małe litery greckie
u - kąt tarcia wewnętrznego gruntu, ... o,
γ - ciężar objętościowy gruntu, kN/m3.
2. OBLICZANIE NOŚNOŚCI PALI POJEDYNCZYCH OBCIĄŻONYCH SIŁĄ PIONOWĄ WEDŁUG STANU GRANICZNEGO NOŚNOŚCI
2.1. Obciążenie obliczeniowe Qr działające wzdłuż pala.
Obciążenie to działające wzdłuż osi pala, wyznaczone zgodnie z zasadami wg PN-82/B-02000, powinno spełniać warunek
(1)
w którym:
N - obliczeniowa nośność pala wyznaczana wg wzoru (2) lub (3),
m - współczynnik korekcyjny, przyjmowany dla fundamentów na palach równy 0,9; w przypadku oparcia fundamentu na 1 palu przyjmuje się m = 0,70, na 2 palach m = 0,80.
2.2. Obliczeniowa nośność pala
2.2.1. Wzory podstawowe
a) Pal wciskany
(2)
b) Pal wyciągany
(3)
w których:
q(r) - jednostkowa, obliczeniowa wytrzymałość gruntu pod podstawą pala, wyznaczana zgodnie z 2.2.2,
t(r)i - jednostkowa, obliczeniowa wytrzymałość gruntu wzdłuż pobocznicy pala, w obrębie warstwy i, wyznaczana zgodnie z 2.2.3,
Sp, Ss, S - współczynniki technologiczne przyjmowane wg tabl. 4.
Dla pali betonowych lub żelbetowych, wykonanych w gruncie pod osłoną rury obsadowej jako Ap, należy przyjmować pole odpowiadające zewnętrznej średnicy tej rury.
W przypadku pali Franki można uwzględniać poszerzenie podstawy pali, przyjmując zamiast Ap jako pole przekroju poprzecznego wartość 1,75Ap dla podstawy formowanej w gruncie niespoistym, 1,5Ap w gruncie spoistym. W przypadku pali Vibro można przyjmować 1,10Ap, lecz tylko dla gruntów niespoistych. W przypadku pali z poszerzaną podstawą należy przyjmować do obliczenia pola przekroju Ap średnicę zastępczą równą 0,9Dr, gdzie Dr odpowiada średnicy poszerzonego otworu. Przy palach rurowych z otwartym dnem należy przyjmować Ap odpowiadające polu zewnętrznej jego średnicy, z zastosowaniem zasad obliczania nośności tego typu pali podanych w 2.2.8. Dla profili stalowych dwuteowych (pale typu H) pole przekroju poprzecznego odpowiadające powierzchni podstawy środnika i półek można dla gruntów niespoistych zwiększyć o 30%.
Dla pali betonowych lub żelbetowych wykonywanych w gruncie pod osłoną rury obsadowej, As należy przyjmować jako pole odpowiadające zewnętrznej średnicy tej rury. W przypadku pali wykonywanych w otworach nierurowanych do obliczeń As należy przyjmować średnice odpowiadającą nominalnej średnicy narzędzia wiertniczego. Dla pali wierconych udarowo w otworze nierurowanym, średnice trzonu pala można zwiększyć o 10% w stosunku do nominalnej średnicy narzędzia wiertniczego. Dla pali stalowych rurowych As odpowiada średnicy zewnętrznej rury.
W przypadku pali wykonanych z profili stalowych (np. typu H) dla obliczenia pola pobocznicy należy przyjmować wielobok opisany na zewnętrznych krawędziach profilu.
2.2.2. Wyznaczanie wartości q(r).
2.2.2.1. Wytrzymałość obliczeniowa gruntu.
Wartość jednostkowej obliczeniowej wytrzymałości gruntu pod podstawą q(r) wyznacza się na podstawie wytrzymałości granicznej q, przyjmowanej wg tabl. 1, w zależności od rodzaju gruntu oraz stopnia jego zagęszczenia InD lub stopnia plastyczności I(n)L. Przy obliczaniu wytrzymałości obliczeniowej q(r), należy stosować zgodnie z PN-81/B-03020 p. 3.2, współczynnik materiałowy gruntu określony jak dla ID lub IL, γm 0,9.
Wytrzymałość obliczeniową gruntu q(r) wyznaczamy ze wzoru
q(r) = γm x q
(4)
Dla gruntów bardzo spoistych i zwięzło spoistych (u = 0) można przyjmować do obliczeń,
q(r) = 9su(r)
(5)
gdzie: su(r) - wytrzymałość obliczeniowa gruntu przy ścinaniu (bez konsolidacji i odsączania wody z próbki) mierzona “in situ” sondą krzyżakową lub określoną na próbkach nienaruszonych w aparacie trójosiowego ściskania.
2.2.2.2. Zależność q(r) od głębokości i średnicy pala.
Wytrzymałość gruntu pod podstawą pala q (tabl. 1) została przyjęta dla głębokości krytycznej hc = 10,0 m i większej, mierząc od poziomu terenu oraz dla wyjściowej średnicy podstawy D0 = 0,4 m. Dla głębokości mniejszych niż hc należy wartości q wyznaczać przez interpolację liniową przyjmując wartość zero na pierwotnym poziomie terenu (rys. 1a).
W gruntach niespoistych średnio zagęszczonych i zagęszczonych należy uwzględnić wpływ średnicy podstawy pala na q oraz na hc (rys. 1a i 1b). Dla pali typu Franki i Vibro, w tym przypadku należy przyjmować średnicę trzonu pala.
Tablica 1. Wartości jednostkowego granicznego oporu gruntu pod podstawą pala (q, kPa)
Nazwa gruntu |
Stopień zagęszczenia |
|||
|
ID = 1,00 |
ID = 0,67 |
ID = 0,33 |
ID = 0,20 |
Żwir, pospółka |
7750 |
5100 |
3000 |
1950 |
Piasek gruby i średni |
5850 |
3600 |
2150 |
1450 |
Piasek drobny |
4100 |
2700 |
1650 |
1050 |
Piasek pylasty |
3350 |
2100 |
1150 |
700 |
|
Stopień plastyczności |
|||
|
IL < 0, w = 0 |
IL = 0, w = wp |
IL = 0,50 |
IL = 0,75 |
Żwir gliniasty, pospółka gliniasta |
4150 |
2750 |
1650 |
850 |
Piasek gliniasty, glina piaszczysta, glina, glina pylasta |
2750 |
1950 |
850 |
450 |
Glina piaszczysta zwięzła, glin, a zwięzła, glina pylasta zwięzła, ił piaszczysty, ił, ił pylasty |
2800 |
1950 |
800 |
400 |
Pył piaszczysty, pył |
1850 |
1250 |
500 |
250 |
Rys. 1a
Rys. 1b
Dla średnicy podstawy Di > D0 = 0,4 m można stosować następujące zależności:
a) wytrzymałość gruntu pod podstawą pala
(6)
b) dla głębokości krytycznej hci:
(7)
Dla zagłębienia hc < h < hci wartości qi należy interpolować liniowo zgodnie z rys. 1a).
Dla średnicy Di < D0 (rys. 1a - linia przerywana) ważna jest również zależność (7).
Dla pali wierconych, głębokość krytyczną określoną zgodnie ze wzorem (7) należy zwiększyć o 30% (hci = 1,3hci).
Wytrzymałość gruntu pod podstawą pala należy interpolować zgodnie z rys. 1b), przyjmując dla h hc = 10 m zależność (6).
Dla pozostałych gruntów (wymienionych w tabl. 1) wartości q nie zależą od średnicy pala i po przekroczeniu głębokości krytycznej hc = 10,0 m przyjmują wartości stałe niezależne od głębokości.
2.2.3. Wyznaczanie wartości t(r)
2.2.3.1. Wytrzymałość gruntu wzdłuż pobocznicy.
Wartość jednostkowej obliczeniowej wytrzymałości gruntu wzdłuż pobocznicy, t(r), wyznacza się na podstawie wytrzymałości granicznej, t, przyjmowanej według tabl. 2 w zależności od rodzaju gruntu oraz stopnia jego zagęszczenia I(n)D lub stopnia plastyczności I(n)L. Przy obliczaniu wytrzymałości obliczeniowej t(r), należy stosować współczynnik materiałowy gruntu γm < 0,9, zgodnie z PN-81/B-03020 p. 3.2, określony jak dla ID lub IL.
(8)
Dla gruntów bardzo spoistych i zwięzło spoistych można przyjmować do obliczeń wartości t, w zależności od wytrzymałości gruntu przy ścinaniu, bez konsolidacji i odsączania wody z próbki su(n) wg rys. 3.
2.2.3.2. Zależność wartości t od głębokości.
Wartości t podane w tabl. 2 należy przyjmować dla głębokości 5 m i większej, mierząc od poziomu terenu. Na głębokościach mniejszych niż 5 m wartości t należy wyznaczać przez interpolację między wartościami z tabl. 2 a wartością zero, przyjmowaną dla pierwotnego poziomu terenu wg rys. 2.
Tablica 2. Wartości jednostkowego granicznego oporu gruntu wzdłuż pobocznicy pala (t, kPa)
Nazwa gruntu |
Stopień zagęszczenia |
|||
|
ID = 1,00 |
ID = 0,67 |
ID = 0,33 |
ID = 0,20 |
Żwir, pospółka |
165 |
110 |
74 |
59 |
Piasek gruby i średni |
132 |
74 |
47 |
34 |
Piasek drobny |
100 |
62 |
31 |
22 |
Piasek pylasty |
75 |
45 |
23 |
16 |
|
Stopień plastyczności |
|||
|
IL < 0, w = 0 |
IL = 0, w = wp |
IL = 0,50 |
IL = 0,75 |
Żwir gliniasty, pospółka gliniasta |
134 |
95 |
67 |
44 |
Piasek gliniasty, glina piaszczysta, glina, glina pylasta |
95 |
50 |
31 |
14 |
Glina piaszczysta zwięzła, glina zwięzła, glina pylasta zwięzła, ił piaszczysty, ił, ił pylasty |
95 |
50 |
25 |
11 |
Pył piaszczysty, pył |
65 |
30 |
16 |
7 |
Namuły |
48 |
18 |
0 |
0 |
2.2.3.3. Zależność wartości t od średnicy pala.
Wartości t należy przyjmować zgodnie z 2.2.3, bez względu na średnicę pala.
2.2.3.4. Przyjmowanie sił tarcia w dolnym końcu pala z poszerzoną podstawą.
W przypadku pala wierconego z poszerzoną podstawą oddziaływania sił tarcia wzdłuż pobocznicy pala należy pominąć na wysokość 2 średnic poszerzonego otworu (2Dr), zgodnie z rys. 4
Rys. 2
Rys. 3
Rys. 4
2.2.4. Wartości q i t w szczególnych warunkach gruntowych.
W gruntach spoistych w stanie płynnym oraz w torfach i namułach wartości q oraz t (przy tarciu pozytywnym) należy przyjmować równe zeru. Wyjątek stanowią namuły w stanie zwartym i półzwartym w odniesieniu do wartości t. W przypadku przewarstwienia ośrodka gruntowego, w którym zagłębiony jest pal, warstwą lub warstwami gruntu o miąższości większej niż 0,5 m, dla których t = 0, przy obliczaniu nośności pala znak sumy we wzorze (2) obejmuje wartości iloczynów t(r)iAsi odpowiadające jedynie warstwom leżącym pod najniższą warstwą gruntów nienośnych.
Dla takiego przypadku wartości q i t należy interpolować od pierwotnego poziomu terenu. Gdy grunty nienośne (dla których t = 0) występują już od poziomu terenu, to obliczenie nośności pala dla niżej leżących warstw wytrzymałych gruntu należy wykonać, przyjmując wartości q i t tak określone, jak gdyby poziom terenu znajdował się w poziomie spągu warstw gruntów nienośnych. Jeżeli powyżej poziomu pierwotnego wykonano nasyp budowlany (NB) zgodnie z PN-74/B-02480 wartości q i t należy interpolować od stropu nasypu budowlanego.
Przy obliczaniu nośności pala wyciąganego należy uwzględniać opór pobocznicy również w warstwach leżących powyżej warstw nienośnych. Wartości q podane w tabl. 1 dla gruntów luźnych i miękkoplastycznych mają zastosowanie, gdy cały pal pogrążony jest w takich gruntach. Jeśli grunty są uwarstwione należy wykluczyć opieranie podstawy pala o warstwy wyżej wymienionych gruntów. Niektóre przypadki sposobu interpolacji q i t przedstawiono na rys. 5.
Rys. 5
2.2.5. Nośność pali posadowionych na skale.
W przypadku oparcia podstawy pali o skałę lub wprowadzania pali w podłoże skalne dla ustalenia ich nośności należy przeprowadzić próbne obciążenia pali bezpośrednio w miejscu projektowanej budowli. Przy interpretacji wyników próbnego obciążenia oraz określaniu nośności pala należy rozważyć również wpływ rodzaju i budowy skały oraz stopień jej spękania i zwietrzenia.
W przypadku skał miękkich dopuszcza się ustalenie wytrzymałości skały na ściskanie metodą próbnego obciążenia za pomocą sztywnej płyty o D ≥ 0,5 m. Nośność pobocznicy w warstwach gruntu ponad stropem skały należy pominąć, jeżeli nie przeprowadza się analizy zależności wzbudzonego oporu pobocznicy od osiadania pala.
2.2.6. Tarcie negatywne (ujemne) gruntu.
W obliczeniach nośności pala należy uwzględnić możliwość wystąpienia tarcia negatywnego wywołanego osiadaniem gruntu względem trzonu pala, zmniejszającego całkowitą jego nośność.
Może ono wystąpić w następujących przypadkach:
a) pal jest wprowadzony w warstwy nośne przez warstwy gruntów nieskonsolidowanych lub luźno usypanych (np. torfy, namuły, grunty spoiste o IL ≥ 0,75, grunty niespoiste o ID 0,2 i świeże nasypy), które ulegają osiadaniom pod wpływem własnego ciężaru,
b) przewidywane jest dodatkowe obciążenie naziomu względnie odwodnienie gruntu zalegającego wokół pala (pali).
W przypadku wg poz. a) należy w drugim członie wzoru (2), wyrażającym opór pobocznicy, przyjmować dla osiadających warstw gruntu ujemną wartość t(r) wg tabl. 3.
Tablica 3. Wartości tarcia negatywnego
Lp. |
Rodzaj gruntu |
Tarcie ujemne t(r), kPa |
1 |
Świeże nasypy i piasek (ID < 0,2) |
5 10 |
2 |
Piasek pylasty (ID < 0,2), pył piaszczysty (IL > 075) |
10 |
3 |
Piasek gliniasty, glina piaszczysta (IL > 0,75) |
5 10 |
4 |
Torf, namuł |
5 10 |
W przypadku wg poz. b), gdy dodatkowemu osiadaniu mogą ulec warstwy gruntu, rodzimego małościśliwego, należy wartości tarcia ujemnego w tych warstwach przyjmować wg tabl. 2, dla odpowiedniego rodzaju gruntu, wstawiając ją do wzoru (2) ze znakiem ujemnym.
Tak samo należy postępować w odniesieniu do warstwy gruntu, który może osiąść, pod wpływem odkształceń niżej lezących warstw ściśliwych.
2.2.7. Współczynniki technologiczne Sp, Ss i Sw
należy przyjmować wg tabl. 4.
Tablica 4. Współczynniki technologiczne
Lp. |
Rodzaj pala i sposób jego wykonania |
Wartości współczynników w gruntach |
|||||||||||
|
|
niespoistych |
spoistych |
||||||||||
|
|
ID > 0,67 |
ID = 0,6-0,20 |
IL < 0 |
IL = 0-0,75 |
||||||||
|
|
pal wciskany + |
wyciągany |
pal wciskany |
wyciągany |
pal wciskany |
wyciągany |
pal wciskany |
wyciągany |
||||
|
|
Sp |
Ss |
Sw |
Sp |
Ss |
Sw |
Sp |
Ss |
Sw |
Sp |
Ss |
Sw |
1 |
Pale prefabrykowane żelbetowe |
|
|||||||||||
|
a) wbijane |
1,0 |
1,0 |
0,6 |
1,1 |
1,1 |
0,6 |
1,0 |
1,0 |
0,7 |
1,0 |
0,9 |
0,6 |
|
b) wpłukiwane (ostatni 1 m wbijany) |
1,0 |
0,8 |
0,4 |
1,0 |
0,8 |
0,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
c) wwibrowywane |
- |
- |
- |
1,0 |
0,8 |
0,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
2 |
Pale Franki |
1,3 |
1,1 |
1,0 |
1,8 |
1,6 |
1,0 |
1,2 |
1,1 |
0,8 |
1,1 |
1,0 |
0,7 |
3 |
Pale Vibro |
1,1 |
1,0 |
0,6 |
1,4 |
1,1 |
0,6 |
1,0 |
1,0 |
0,6 |
1,0 |
0,9 |
0,6 |
4 |
Pale wiercone w gruntach niespoistych (za wyjątkiem piasków drobnych i pylastych) oraz spoistych |
|
|||||||||||
|
a) w rurach obsadowych wyciąganych |
1,0 |
0,8 |
0,7 |
1,0 |
0,9 |
0,7 |
1,0 |
0,9 |
0,6 |
1,0 |
0,9 |
0,6 |
|
b) z pozostawieniem rur obsadowych w gruncie |
1,0 |
0,8 |
0,6 |
1,0 |
0,8 |
0,6 |
1,0 |
0,8 |
0,6 |
1,0 |
0,8 |
0,5 |
|
c) w przypadku zagłębienia i wyciągania rur obsadowych głowicą pokrętną |
1,0 |
1,0 |
0,7 |
1,0 |
1,1 |
0,7 |
1,0 |
1,0 |
0,7 |
1,0 |
1,0 |
0,6 |
|
d) w zawiesinie iłowej |
1,0 |
1,0 |
0,7 |
1,0 |
1,0 |
0,7 |
- |
- |
- |
1,0 |
0,9 |
0,5 |
|
e) metodą obrotowo-ssącą z płuczką wodną |
1,0 |
1,0 |
0,7 |
1,0 |
1,0 |
0,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
f) pale Wolfsholza |
1,0 |
0,8 |
0,6 |
1,0 |
0,9 |
0,6 |
1,0 |
0,9 |
0,6 |
1,0 |
0,8 |
0,5 |
5 |
Pale wiercone w piaskach drobnych i pylastych |
|
|||||||||||
|
a) w rurach obsadowych wyciąganych |
0,8 |
0,6 |
0,4 |
0,9 |
0,7 |
0,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
b) z pozostawieniem rur obsadowych w gruncie |
0,8 |
0,6 |
0,4 |
0,9 |
0,7 |
0,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
c) w przypadku zagłębienia i wyciągania rur obsadowych głowicą pokrętną |
0,8 |
0,7 |
0,5 |
0,9 |
0,7 |
0,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
d) w zawiesinie iłowej |
1,0 |
0,9 |
0,6 |
1,0 |
0,9 |
0,6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
e) metodą obrotowo-ssącą z płuczką wodną |
1,0 |
1,0 |
0,7 |
1,0 |
1,0 |
0,7 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
f) pale Wolfsholza |
0,8 |
0,6 |
0,5 |
0,9 |
0,7 |
0,5 |
- ,- |
- |
- |
- |
- |
|
6 |
Pale stalowe rurowe z dnem zamkniętym |
|
|||||||||||
|
a) wbijane |
- |
- |
- |
1,1 |
1,0 |
0,5 |
1,0 |
1,1 |
0,5 |
1,0 |
0,9 |
0,5 |
|
b) wpłukiwane (ostatni 1 m wbijany) |
1,0 |
0,7 |
0,4 |
1,0 |
0,6 |
0,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
c) wwibrowywane |
- |
- |
- |
1,0 |
0,8 |
0,5 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
7 |
Pale stalowe z profili |
|
|||||||||||
|
a) wbijane |
1,0 |
0,8 |
0,5 |
1,0 |
0,9 |
0,5 |
1,0 |
1,0 |
0,5 |
1,0 |
0,9 |
0,5 |
|
b) wpłukiwane (ostatni 1 m wbijany) |
1,0 |
0,5 |
0,3 |
1,0 |
0,6 |
0,3 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
c) wwibrowywane |
- |
- |
- |
1,0 |
0,7 |
0,4 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
Dla pali kotwiących wykorzystywanych tylko w czasie próbnego obciążenia wartości Sw można zwiększyć o 20%. Współczynniki podane w lp. 4 i 5 nie obejmują przypadków, gdy wykonuje się specjalne zabiegi polepszające własności podłoża pod podstawą względnie wzdłuż pobocznicy. Wówczas wartości współczynników technologicznych należy przyjmować na podstawie wyników badań terenowych. |
|||||||||||||
2.2.8. Pale rurowe otwarte.
Wartość Nt i Nw dla wbijanych pali rurowych otwartych należy wyznaczać wg wzorów (9) i (10):
(9)
(10)
w których:
a1, a2 - współczynniki redukcyjne przyjmowane wg tabl. 5 i 6,
Ap, As, q(r), t(r), Sp, Ss, Sw - oznaczenia i wartości jak dla wbijanych pali rurowych z zamkniętą podstawą.
Tablica 5. Współczynniki a1, a2 dla gruntów niespoistych
Lp. |
ID(n) = 0,40 |
ID(n) = 0,70 |
||||||
|
h/Dw |
a1 |
a2 |
h/Dw |
a1 |
a2 |
||
|
małowilgotny |
mokry |
|
|
małowilgotny |
mokry |
|
|
1 |
- |
- |
- |
- |
4,0 |
6,0 |
0,22 |
0,27 |
2 |
6,0 |
9,0 |
0,28 |
0,61 |
5,5 |
8,0 |
0,50 |
0,35 |
3 |
7,5 |
11,5 |
0,78 |
0,61 |
6,5 |
10,0 |
0,90 |
0,37 |
4 |
17,0 |
26,0 |
1,00 |
0,62 |
17,0 |
26,0 |
1,00 |
0,65 |
Tablica 6. Wartości współczynników a1, a2 dla gruntów spoistych
Lp. |
n/Dw |
IL(n) < 0,50 oraz t > 20 kPa |
||
|
|
a1 |
a2 |
|
|
|
|
rura stalowa |
rura żelbetowa |
1 |
615 |
0,7 |
0,8 |
1,0 |
2 |
15 |
Wnętrze rury puste 0,9 |
0,8 |
1,0 |
|
|
Wnętrze rury wypełnione betonem 1,0 |
|
|
Najmniejsze zagłębienie względne
podane w tabl.5, 6 należy traktować jako minimalne, wymagane dla wbijanych pali rurowych otwartych.
Współczynniki a1, a2 dla pośrednich wartości zagłębień względnych oraz dla 0,40 < ID(n) < 0,70 należy ustalać jako wynik interpolacji liniowej, dla ID(n) > 0,70 wartości a1, a2 należy przyjmować jak dla ID(n) = 0,70.
W przypadku obciążenia stropu piasków warstwą gruntów nienośnych współczynniki a1, a2 należy wyznaczać dla pośredniego zagłębienia względnego, przyjmując pełną miąższość warstwy piasku oraz połowę miąższości warstwy nienośnej nie więcej jednak niż 5 Dp.
Wartości współczynników a1, a2 podane w tabl. 5 wyznaczono dla piasków drobnych o ID(n) = 0,40 0,70. W gruntach niespoistych o większym uziarnieniu i zagęszczeniu rzeczywista nośność pala będzie wyższa od obliczonej z przyjęciem tych wartości. Nie zaleca się stosowania pali rurowych otwartych w gruntach niespoistych o stopniu zagęszczenia mniejszym niż 0,4.
2.2.9. Warunki dodatkowe
2.2.9.1. Wymagane minimalne zagłębienie pali w gruncie nośnym.
Pale należy zagłębiać w grunt nośny na głębokość co najmniej 1,0 m dla gruntów zagęszczonych i zwartych oraz 2,0 m dla gruntów średnio zagęszczonych oraz półzwartych i twardoplastycznych.
Jeżeli w wartości obliczonej wg wzoru (2)
to pal taki powinien być zagłębiony co najmniej na 1,5 m w warstwie, dla której określono wartość q.
Warunek ten nie dotyczy podłoża skalnego.
Przy gruntach uwarstwionych, na przemian niespoistych i spoistych, należy dążyć do tego, aby podstawa pala znajdowała się w warstwie gruntu niespoistego co najmniej 2,5Dp ponad stropem warstwy gruntu spoistego. Jeżeli pod warstwami nośnymi gruntu występują grunty dużej miąższości w stanie miękkoplastycznym lub grunty organiczne, których przekroczenie przez pal jest nieuzasadnione ekonomicznie, między ich stropem a podstawą pala należy pozostawić warstwę o grubości co najmniej 5Dp. W takim przypadku konieczne jest sprawdzenie stanu granicznego użytkowania zgodnie z wymaganiami rozdz. 4.
2.2.9.2 Nośność pali w sąsiedztwie konstrukcji oporowych.
Jeżeli pal ma się znajdować obok konstrukcji oporowych (ściany, ścianki szczelne) w zasięgu teoretycznego klina odłamu, co najmniej 2/3 jego nośności (dla pali wciskanych i wyciąganych) powinny przejąć warstwy gruntu znajdujące się poniżej teoretycznej powierzchni odłamu.
2.2.9.3. Uwzględnienie w obliczeniach wyboczenia pali.
Dodatkowo na wyboczenie należy obliczyć pale ściskane, które wystają ponad poziom gruntu nośnego, które przechodzą przez warstwy torfów i namułów lub przez grunty, które mogą ulec rozmyciu.
Długość wyboczeniową pala należy przyjmować w zależności od sposobu i głębokości utwierdzenia go w warstwach nośnych gruntu i w fundamencie.
Jeżeli pal jest zagłębiony w grunt nośny na głębokość 3,5 m lub mniejszą, można go uważać za przegubowo podparty w gruncie, a punkt podparcia przyjmować na 2/3 długości nośnej pala mierząc od stropu warstwy nośnej. Jeżeli zaś pal jest zagłębiony na głębokość większą niż 3,5 m, można go uważać za utwierdzony w gruncie, a przekrój utwierdzenia przyjmować w odległości 2,5 m od stropu warstwy nośnej gruntu. Gdy warstwy nienośne przykryte są warstwami gruntów wytrzymałych należy odpowiednie odległości mierzyć od spągu warstw gruntów nośnych.
2.2.10. Stosowanie innych metod obliczeniowych.
Dopuszcza się stosowanie innych metod obliczeniowych w przypadku ich naukowego uzasadnienia i doświadczalnego potwierdzenia uzyskiwanych na ich podstawie wyników. W przypadku badań gruntu sondą wciskaną lub presjometrem dopuszcza się obliczenia nośności pojedynczego pala wg aktualnie stosowanych metod obliczeniowych przy wykorzystaniu otrzymanych z tych badań parametrów geotechnicznych.
2.2.11. Wyniki obliczeń nośności pali obciążonych siłą pionową,
otrzymane według metody podanej w niniejszym rozdziale, powinny być zweryfikowane w terenie za pomocą próbnego obciążenia, zgodnie z rozdz. 7 i 8.
3. OBLICZANIE NOŚNOŚCI GRUPY PALI OBCIĄŻONYCH SIŁĄ PIONOWĄ WEDŁUG STANU GRANICZNEGO NOŚNOŚCI
3.1. Podstawowa zasada.
Nośność fundamentów na palach należy obliczać przenosząc całe obciążenie fundamentu wraz z jego ciężarem własnym wyłącznie na pale, bez udziału oczepu zwieńczającego pale.
Nośność grupy pali równa się sumie nośności pali pojedynczych, niezależnie od ich rozstawu, w następujących przypadkach:
- pale opierają się na skale,
- dolne końce pali są wprowadzone na głębokość co najmniej 1,0 m w zagęszczone grunty gruboziarniste oraz piaski grube lub grunty spoiste zwarte,
- pale wbijane są bez wpłukiwania w piaski zagęszczone lub średnio zagęszczone (dotyczy to również pali Franki, Vibro, Fundex).
W innych przypadkach należy postępować według zasad podanych w 3.2, 3.3, 3.4.
3.2. Wyznaczanie nośności grupy pali wbijanych w piaski luźne.
W przypadku wbijania pali bez wpłukiwania w piaski luźne(dotyczy to również pali Franki, Vibro, Fundex) nośność pali w grupie równa się sumie nośności pali pojedynczych, gdy rozstaw między nimi r ≥ 4D. Gdy 3D r < 4D można tak obliczoną nośność grupy pali (suma nośności pali pojedynczych) zwiększyć o 15%, gdy r < 3D można nośność grupy zwiększyć o 30%.
Tak wyznaczona nośność grupy pali nie może przekraczać nośności fundamentu bezpośredniego o powierzchni wyznaczonej obrysem zewnętrznych pali w fundamencie i na głębokości ich podstaw.
3.3. Wyznaczanie nośności grupy pali wprowadzanych w grunty spoiste.
W przypadku zagłębiania paliw grunty spoiste (z wyjątkiem zwartych) należy sprawdzić strefy naprężeń wokół pala zgodnie z 3.4.1.
Gdy strefy naprężeń nie zachodzą na siebie w poziomie podstaw pali to nośność grupy równa się sumie nośności pali pojedynczych. Gdy strefy naprężeń zachodzą na siebie, należy do obliczeń nośności grupy pali wprowadzić współczynnik redukcyjny m1, zgodnie z 3.5.
3.4. Wyznaczanie stref naprężeń w gruncie wokół pali
3.4.1. Strefy naprężeń w gruntach jednorodnych.
W gruntach jednorodnych można przyjąć, że granice strefy naprężeń powstających w gruncie dookoła każdego pala są wyznaczone powierzchnią kołowego stożka ściętego, którego podstawa leży w płaszczyźnie poziomej przechodzącej przez dolny koniec pala, a tworząca jest nachylona do osi pala pod kątem zależnym od rodzaju gruntu (rys. 6).
Rys. 6
Kąt należy przyjmować wg tabl. 7. Promień podstawy strefy naprężeń R należy obliczyć wg wzoru
(11)
Tablica 7. Zależności kąta od rodzaju gruntu
Rodzaj gruntu |
|
tg |
|
Grunty niespoiste |
zagęszczone |
7° |
0,123 |
|
średnio zagęszczone |
6° |
0,105 |
|
luźne |
5° |
0,087 |
Grunty spoiste |
zwarte i półzwarte |
6° |
0,105 |
|
twardoplastyczne i plastyczne |
4° |
0,070 |
|
miękkoplastyczne |
1° |
0,017 |
3.4.2. Strefy naprężeń w gruntach uwarstwionych.
W gruntach uwarstwionych granice strefy naprężeń w otoczeniu pala należy przyjmować wg rys. 7 zakładając, że tworząca stożka jest linią łamaną. Tworzącą należy prowadzić od stropu najwyższej warstwy przenoszącej obciążenie pala. Promień strefy naprężeń
.
Rys. 7
3.4.3. Strefa naprężeń przy palach wyciąganych.
Przy palach wyciąganych granice strefy naprężeń wokół pala przedstawiają się jak na rys. 8. Promień R koła ograniczającego strefę naprężeń w poziomie powierzchni terenu można wyznaczyć w sposób przybliżony
(12)
Rys. 8
3.5. Obliczenia nośności pali w grupie w przypadku zachodzenia stref naprężeń.
Jeżeli pale są projektowane w takich rozstawach, że następuje zachodzenie na siebie stref naprężeń poszczególnych pali, wówczas ich nośność, na wciskanie lub wyciąganie wyznacza się wg wzorów (2) i (3) z uwzględnieniem współczynnika redukcyjnego m1.
(13)
(14)
Wartość współczynnika redukcyjnego m1 należy przyjmować z tabl. 8, w zależności od stosunku r/R.
Tablica 8. Wartość współczynnika redukcyjnego
r/R |
2,0 |
1,7 |
1,4 |
1,2 |
1,0 |
0,8 |
0,6 |
m1 |
1,0 |
0,95 |
0,90 |
0,80 |
0,70 |
0,60 |
0,45 |
Dla wartości pośrednich r/R nie podanych w tabl. 8 należy przyjmować wartość współczynnika m1 odpowiadającą najbliższej wartości spośród podanych w tablicy.
Osiową odległość r między palami należy mierzyć przy palach ukośnych w poziomie podstaw pali. W przypadku pali pionowych i ukośnych o różnej głębokości wprowadzenia w grunt, właściwym poziomem do wyznaczenia rozstawu r i promienia podstawy strefy naprężeń R jest średni poziom podstaw pali ustalany w sposób przedstawiony przykładowo na rys. 9.
Rys. 9
3.6. Wyznaczanie nośności grupy pali w gruntach uwarstwionych.
Nośność pali w grupie, wprowadzanych (wbijanych, wierconych itp.), w grunty uwarstwione naprzemian spoiste i niespoiste należy wyznaczać wg 3.3.
3.7. Tarcie negatywne (ujemne) pali w grupie.
W przypadku możliwości wystąpienia tarcia ujemnego należy postępować zgodnie z 2.2.6. Należy zwrócić uwagę, że wartość obciążenia pochodząca od tarcia ujemnego nie może być większa od ciężaru osiadających warstw gruntu w obrębie grupy pali.
4. OBLICZANIE FUNDAMENTÓW NA PALACH WEDŁUG STANU GRANICZNEGO UŻYTKOWANIA
4.1. Zastosowanie obliczeń.
Przemieszczenia fundamentów na palach należy sprawdzać, gdy:
a) pale pogrążone są na całej długości w gruntach ściśliwych (np. w gruntach spoistych o konsystencji plastycznej lub w gruntach niespoistych luźnych),
b) poniżej podstaw pali zalegają warstwy gruntów o wytrzymałości mniejszej niż wytrzymałość warstw otaczających pal,
c) fundament posadowiony jest w innych niż podane wyżej warunkach gruntowych, lecz wymiary poziome oczepu przekraczają długość nośną pali, a podstawy pali nie opierają się o skały, grunty kamieniste lub zagęszczone żwiry i pospółki,
d) występują różne obciążenia na poszczególnych sekcjach fundamentów,
e) istnieją specjalne wymagania ograniczające przemieszczenia fundamentów.
4.2. Rodzaje stanów granicznych użytkowania
a) osiadanie pala pojedynczego,
b) średnie osiadanie fundamentu palowego lub średnie osiadanie fundamentów budowli,
c) przechylenie budowli jako całości lub jej wydzielonej części,
d) odkształcenie konstrukcji:
- wygięcie (ugięcie) fundamentu względnie budowli jako całości lub jej części między dylatacjami,
- różnica osiadań fundamentu lub fundamentów budowli.
4.3. Warunek obliczeniowy
[s]
[s]d
(15)
w którym:
[s] - przemieszczenie wyrażające odpowiednie wielkości wg 4.2,
[s]d - odpowiednie wartości dopuszczalnej określone przez projektanta, zależne od rodzaju konstrukcji i warunków jej eksploatacji.
4.4. Obciążenia.
Obliczenia wykonuje się dla kombinacji obciążeń charakterystycznych w stanach granicznych użytkowania zgodnie z PN-82/B-02000 przy uwzględnieniu wpływu fundamentów sąsiednich lub dodatkowego obciążenia na złomu w otoczeniu budowli.
4.5. Przemieszczenia [s], osiadanie i przechylenie
4.5.1. Przemieszczenia [s]
wyznacza się na podstawie obliczeń osiadań pala lub fundamentu patowego (fundamentów) przy założeniu, że podłoże stanowi półprzestrzeń sprężysta.
4.5.2. Osiadanie pala pojedynczego
a) Osiadanie pala pojedynczego w gruncie jednorodnym wyznacza się wg wzoru
(16)
w którym:
Qn - obciążenie pala, działające wzdłuż jego osi, wyznaczone zgodnie z 4.4,
E0 - moduł odkształcenia gruntu, przyjmowany wg 4.6,
Iw - współczynnik wpływu osiadania.
Dla pala w warstwie jednorodnej
(17)
w którym:
Iok - współczynnik wpływu osiadania, zależny od
oraz KA przyjmowany wg rys. 10
(18)
gdzie:
Et - moduł ściśliwości trzonu pala,
RA - stosunek powierzchni przekroju poprzecznego pala (np. ścianek rury) do całkowitej powierzchni przekroju poprzecznego pala
, dla pali pełnych RA = 1,
Rh - współczynnik wpływu warstwy nieodkształcalnej poniżej podstawy pala, przyjmowany wg rys. 11.
Dla pala z warstwa mniej ściśliwą w poziomie podstawy pala
(19)
w którym:
Rb - współczynnik wpływu warstwy mniej ściśliwej w podstawie pala, zależny od
, KA oraz
i przyjmowany wg rys. 12,
Eb - moduł odkształcenia gruntu poniżej podstawy pala.
b) Osiadanie pala pojedynczego z warstwą nieodkształcalną (
> 1000) w podstawie pala wyznacza się wg wzoru
(20)
w którym:
MR - współczynnik osiadania dla pala (słupowego) z warstwą nieodkształcalną w podstawie, zależny od
oraz KA, przyjmowany wg rys. 13,
At - powierzchnia przekroju poprzecznego pala.
4.5.3. Osiadanie grupy pali
a) Osiadanie dowolnego pala i w grupie składającej się z k pali wyznacza się wg wzoru
(21)
w którym:
s1 - osiadanie pala pojedynczego pod wpływem jednostkowego obciążenia (Qn = 1), zgodnie ze wzorem (16),
Qnj, Qni - obciążenia odpowiednio pala j oraz
°ij - współczynnik oddziaływania pomiędzy palami i oraz j, przyjmowany następująco:
dla pali w gruncie jednorodnym:
° = °F
(22)
gdzie °F - współczynnik oddziaływania pomiędzy pałami i oraz j, zależny od
, KA oraz
, przyjmowany wg rys. 14;
dla pali z warstwą nieodkształcalną poniżej podstawy pala
° = °F x Nh
(23)
gdzie Nh - współczynnik korekcyjny uwzględniający wpływ położenia warstwy nieodkształcalnej przyjmowany wg rys. 15; podane na rys. 15 wartości Nh można w przybliżeniu stosować dla innych praktycznie spotykanych wartości
i KA;
dla pali z warstwą nieodkształcalną w poziomie podstawy pala
°= °E
(24)
gdzie °E - współczynnik oddziaływania pomiędzy palami i oraz j, zależny od
, KA oraz
przyjmowany wg rys. 16;
dla pali z warstwą mniej ściśliwą w poziomie ich podstaw
(25)
gdzie FE - współczynnik redukcyjny, zależny, od
, KA oraz
, przyjmowany wg rys. 17.
Zapisując równanie (21) dla każdego pala oraz wykorzystując równanie równowagi
(26)
w którym QnG - obciążenie przypadające na cała grupę palową,
można uzyskać rozwiązanie dla dwóch skrajnych przypadków:
- osiadania dowolnego pala dla jednakowego obciążenia każdego z pali, odpowiada to wiotkiemu oczepowi,
- jednakowe osiadanie każdego z pali, odpowiada to oczepowi sztywnemu (można obliczyć obciążenie każdego z pali).
Rys. 10
Rys. 11
Rys. 12
Rys. 13
Rys. 14
Rys. 15
Rys. 16
Rys. 17
b) Dla podstawowych przypadków, osiadanie grupy pali, sG można obliczyć wg wzoru
(27)
w którym:
Qns - średnie obciążenie pala w grupie
n0 - liczba pali fundamentu palowego,
Rs - współczynnik osiadania grupy pali ze sztywnym oczepem, zależny od
,
, KA oraz liczby pali w grupie przyjmowany
a) wg tabl. 9 - dla pali w warstwie jednorodnej,
b) wg tabl. 10 - dla pali z warstwą nieodkształcalną w poziomie ich podstaw.
Tablice 9 i 10 podają wartości Rs dla grup kwadratowych zawierających 4, 9, 16 i 25 pali. Dla grup zawierających więcej pali wartości Rs można ekstrapolować w następujący sposób:
(28)
w którym:
R25 - współczynnik osiadania dla grupy 25 pali,
R15 - współczynnik osiadania dla grupy 16 pali.
c) Jeżeli poniżej podstaw pali zalegają warstwy gruntów o wytrzymałości mniejszej niż wytrzymałość warstw otaczających pal(p. 4.1b), osiadanie fundamentu palowego można liczyć zgodnie z PN-81/B-03020, przy przyjęciu zastępczego fundamentu głębokiego z poziomem posadowienia w poziomie podstaw pali oraz uwzględnieniem stref naprężeń wokół pali pod kątem (tabl. 7).
4.5.4. Średnie osiadanie fundamentu palowego sFśr, składającego się z grupy n0 pali
a) Dla przypadku wg 4.5.2a)
(29)
b) Dla przypadku wg 4.5.2b)
(30)
c) Dla przypadku wg 4.5.2c), sFśr równa się osiadaniu obliczonemu dla zastępczego fundamentu głębokiego.
4.5.5. Średnie osiadanie budowli.
Średnie osiadanie budowli sśr należy obliczać wg wzoru
(31)
w którym Fj - pole powierzchni kolejnego fundamentu palowego, przyjmowane po zewnętrznym obrysie pali w poziomie oczepu zwieńczającego pale.
4.5.6. Przechylenie i strzałka ugięcia.
Przechylenie oraz strzałkę ugięcia można wyznaczać analogicznie jak w PN-81/B-03020 p. 3.4.6, obliczając odpowiednie wartości dla budowli jako całości lub jej wydzielonej części.
W przypadku gdy budowla obliczana jest jako konstrukcja ciągła, na podłożu odkształcalnym, można nie sprawdzać jej wygięcia lub ugięcia.
4.6. Określenie modułu odkształcenia gruntu
4.6.1. Moduł odkształcenia gruntu Eo,
wyznacza się na podstawie wyników badań terenowych obciążenia pala, przez rozwiązanie układów odpowiednich równań z p. 4.5.2. Tak określoną wartość Eo przyjmuje się do obliczenia osiadania grupy pali.
4.6.2. Obliczenie osiadania pali sposobem przybliżonym.
Dla przybliżonych obliczeń osiadania pali, moduł odkształcenia gruntu określa się następująco:
a) na podstawie wcześniej wykonanych próbnych obciążeń pali tego samego typu w zbliżonych warunkach gruntowych,
b) przez wykorzystanie wartości wg PN-81/B-03020 p. 3.4.5 rys. 6a) i 7a) oraz przemnożenie ich przez współczynniki Sp, Ss wg tabl. 4 (wyjątek stanowią pale wiercone, dla których przyjmuje się współczynnik 0,8; dla pali wierconych wykonywanych w gruntach niespoistych o I(n)D > 0,8 należy przyjmować wartości Eo tak określone jak dla I(n)D = 0,8).
Stosuje się charakterystyczne wartości parametrów geotechnicznych.
4.6.3. Moduł odkształcenia gruntu dla gruntów uwarstwionych.
Moduł odkształcenia Eo określony zgodnie z 4.6.1 jest wartością średnią dla otaczającego pal ośrodka dla gruntu jednorodnego i uwarstwionego.
W przypadku gdy Eo określono w sposób przybliżony, można stosować następujące zasady:
a) dla gruntów o zbliżonych właściwościach fizyczno-mechanicznych przyjąć średnią ważoną modułów odkształcenia wzdłuż trzonu pala, przyjmując za wagi miąższości poszczególnych warstw,
b) jeżeli pobocznicę pala w górnej części otaczają grunty nienośne (np. namuły, torfy dla których ti = 0) o osiadaniu decydują niżej leżące warstwy nośne,
c) obliczenie osiadań dla przypadku występowania warstwy o mniejszej ściśliwości poniżej podstaw pali należy wykonać przy uwzględnieniu odpowiedniego schematu zgodnie z 4.5.2 oraz 4.5.3, 4.5.4,
d) w przypadku skomplikowanej budowy geologicznej wzdłuż trzonów pali (nie dotyczy pali poddanych tarciu negatywnemu) obliczenie należy przeprowadzać na podstawie modułu odkształcenia wyznaczonego z próbnego obciążenia pala.
Tablica 9. Wartości współczynnika osiadania Rs dla grupy pali ze sztywnym oczepem w gruncie jednorodnym
|
|
Współczynnik osiadania Rs |
|||||||||||||||
|
|
Liczba pali w grupie n0 |
|||||||||||||||
|
|
4 |
9 |
16 |
25 |
||||||||||||
|
|
Współczynnik sztywności KA |
|||||||||||||||
|
|
10 |
100 |
1000 |
|
10 |
100 |
1000 |
|
10 |
100 |
1000 |
|
10 |
100 |
1000 |
|
10 |
2 |
1,83 |
2,25 |
2,54 |
2,62 |
2,78 |
3,80 |
4,42 |
4,48 |
3,76 |
5,49 |
6,40 |
6,53 |
4,75 |
7,20 |
8,48 |
8,68 |
|
5 |
1,40 |
1,73 |
1,88 |
1,90 |
1,83 |
2,49 |
2,82 |
2,85 |
2,26 |
3,25 |
3,74 |
3,82 |
2,68 |
3,98 |
4,70 |
4,75 |
|
10 |
1,21 |
1,39 |
1,48 |
1,50 |
1,42 |
1,76 |
1,97 |
1,99 |
1,63 |
2,14 |
2,46 |
2,46 |
1,85 |
2,53 |
2,95 |
2,95 |
25 |
2 |
1,99 |
2,14 |
2,65 |
2,87 |
3,01 |
3,64 |
4,84 |
6,29 |
4,22 |
5,38 |
7,44 |
8,10 |
5,40 |
7,25 |
10,28 |
11,25 |
|
5 |
1,47 |
1,74 |
2,09 |
2,19 |
1,98 |
2,61 |
3,48 |
3,74 |
2,46 |
3,54 |
4,96 |
5,34 |
2,95 |
4,48 |
6,50 |
7,03 |
|
10 |
1,25 |
1,46 |
1,74 |
1,78 |
1,49 |
1,95 |
2,57 |
2,73 |
1,74 |
2,46 |
3,42 |
3,63 |
1,98 |
2,98 |
4,28 |
4,50 |
100 |
2 |
2,56 |
2,31 |
2,26 |
3,16 |
4,43 |
4,05 |
4,11 |
6,15 |
6,42 |
6,14 |
6,50 |
9,92 |
8,48 |
8,40 |
9,25 |
14,35 |
|
5 |
1,88 |
1,88 |
2,01 |
2,64 |
2,80 |
2,94 |
3,38 4,87 |
3,74 |
4,05 |
4,98 |
7,54 |
4,68 |
5,18 |
6,75 |
10,55 |
|
|
10 |
1,47 |
1,56 |
1,76 |
2,28 |
1,95 |
2,17 |
2,73 |
3,93 |
2,45 |
2,80 |
3,81 |
5,82 |
2,95 |
3,48 |
5,00 |
7,88 |
Tablica 10. Wartości współczynnika Rs dla grupy pali ze sztywnym oczepem opartych podstawami na warstwie nieodkształcalnej
|
|
Współczynnik osiadania Rs |
|||||||||||||||
|
|
Liczba pali w grupie n0 |
|||||||||||||||
|
|
4 |
9 |
16 |
25 |
||||||||||||
|
|
Współczynnik sztywności KA |
|||||||||||||||
|
|
10 |
100 |
1000 |
|
10 |
100 |
1000 |
|
10 |
100 |
1000 |
|
10 |
100 |
1000 |
|
10 |
2 |
1,52 |
1,14 |
1,00 |
1,00 |
2,02 |
1,31 |
1,00 |
1,00 |
2,28 |
1,49 |
1,00 |
1,00 |
2,70 |
1,63 |
1,00 |
1,00 |
|
5 |
1,15 |
1,08 |
1,00 |
1,00 |
1,23 |
1,12 |
1,02 |
1,00 |
1,30 |
1,14 |
1,02 |
1,00 |
1,33 |
1,15 |
1,03 |
1,00 |
|
10 |
1,02 |
1,01 |
1,00 |
1,00 |
1,04 |
1,02 |
1,00 |
1,00 |
1,04 |
1,02 |
1,00 |
1,00 |
1,03 |
1,02 |
1,00 |
1,00 |
25 |
2 |
1,88 |
1,62 |
1,05 |
1,00 |
2,84 |
2,57 |
1,16 |
1,00 |
3,70 |
3,28 |
1,33 |
1,00 |
4,48 |
4,13 |
1,50 |
1,00 |
|
5 |
1,36 |
1,36 |
1,08 |
1,00 |
1,67 |
1,70 |
1,16 |
1,00 |
1,94 |
2,00 |
1,23 |
1,00 |
2,15 |
2,23 |
1,28 |
1,00 |
|
10 |
1,14 |
1,15 |
1,04 |
1,00 |
1,23 |
1,26 |
1,06 |
1,00 |
1,30 |
1,33 |
1,07 |
1,00 |
1,33 |
1,38 |
1,08 |
1,00 |
100 |
2 |
2,54 |
2,26 |
1,81 |
1,00 |
4,40 |
3,95 |
3,04 |
1,00 |
6,24 |
5,89 |
4,61 |
1,00 |
8,18 |
7,93 |
6,40 |
1,00 |
|
5 |
1,85 |
1,84 |
1,67 |
1,00 |
2,71 |
2,77 |
2,52 |
1,00 |
3,54 |
3,74 |
3,47 |
1,00 |
4,33 |
4,68 |
4,45 |
1,00 |
|
10 |
1,44 |
1,44 |
1,46 |
1,00 |
1,84 |
1,99 |
1,98 |
1,00 |
2,21 |
2,48 |
2,53 |
1,00 |
2,53 |
2,98 |
3,10 |
1,00 |
4.7. Inne metody obliczeniowe.
Dopuszcza się stosowanie innych niż podano w normie metod obliczania osiadania pali i fundamentów palowych w przypadku ich naukowego uzasadnienia i doświadczalnego potwierdzenia uzyskanych na ich podstawie wyników.
5. OBLICZANIE NOŚNOŚCI PALI OBCIĄŻONYCH SIŁĄ POZIOMĄ
5.1. Kryterium sztywności pala.
Wartość nośności bocznej pala można wyznaczać dla pojedynczych pali pionowych i ukośnych o nachyleniu nie przekraczającym 5:1 na podstawie zaleceń podanych w p. 5.3 i 5.4.
Sztywność pali o głowicach swobodnych wyznacza się na podstawie następujących zależności:
pale sztywne, jeżeli h
1,5hs
pale wiotkie, jeżeli h
3hs
w których:
h - zagłębienie pala w gruncie,
hs - zagłębienie sprężyste pala obliczane wg wzoru
(32)
w którym:
EJ - sztywność giętna pala,
kx - współczynnik podatności bocznej gruntu, wyznaczony według p. 5.4.1,
D - średnica lub szerokość pala mierzona prostopadle do kierunku działania siły poziomej,
n - wykładnik potęgi, przyjmowany w zależności od rodzaju gruntu
dla gruntów spoistych przekonsolidowanych (np. grunty obciążone dawniej lodowcem, lub warstwa gruntu wyerodowaną w okresie późniejszym) - n = 0,
dla gruntów spoistych normalnie skonsolidowanych i dla gruntów niespoistych - n = 1.
5.2. Obliczeniowy poziom terenu.
Jako poziom obliczeniowy przyjmuje się, w przypadku pali wystających ponad terenem, pierwotny poziom terenu, lub poziom nasypu budowlanego (NB) wykonanego nad terenem pierwotnym, a w przypadku zakończenia pali poniżej powierzchni terenu poziom podstawy oczepu zwieńczającego pale.
Jeżeli w wierzchniej warstwie podłoża gruntowego zalegają grunty nienośne (torfy, namuły w stanie miękkoplastycznym i płynnym, grunty spoiste w stanie płynnym oraz świeże nasypy o ID
0,2) i nie przeprowadzono badań “in situ” współczynnika podatności bocznej gruntu, do obliczeń należy przyjmować poziom terenu w spągu gruntów nienośnych. Przy ustalaniu obliczeniowego poziomu terenu, przy posadowieniu pali w dnie morza lub rzeki, należy uwzględnić poziom rozmycia gruntu wokół pali.
W przypadku gruntów spoistych, przekonsolidowanych (n = 0), dla których przyjmuje się stała wartość współczynnika kx na głębokości, należy obniżyć obliczeniowy poziom terenu o wartość 1,5D w stosunku do poziomu rzeczywistego.
5.3. Obliczenia pali sztywnych
5.3.1. Sprawdzenie stanu granicznego nośności.
W obliczeniach stanu granicznego nośności wartość obliczeniowa siły poziomej (Hr) powinna spełniać warunek
Hr
mHf
(33)
w którym:
Hf - obliczeniowa nośność boczna gruntu wg 5.3.2,
m - współczynnik korekcyjny, który należy przyjmować:
0,5 - przy posadowieniu pali w gruntach niespoistych,
0,7 - przy posadowieniu pali w gruntach spoistych.
5.3.2. Nośność boczna gruntu.
Obliczenia przeprowadza się przy założeniu pala doskonale sztywnego (5.1) i przyjęciu, że obrotowi pala przeciwstawia się odpór gruntu przed palem (powyżej środka obrotu) i odpór gruntu za palem (poniżej środka obrotu).
Schemat obliczeniowy przedstawiono na rys. 18.
Rys. 18
Obliczeniową nośność boczną gruntu jednorodnego, Hf oblicza się wg wzoru
(34)
w którym:
Nq i Nc - współczynniki nośności odczytywane z nomogramów na rys. 19 i 20, w zależności od wartości obliczeniowej kąta tarcia wewnętrznego gruntu (r)u i stosunku
(35)
gdzie:
D1 - długość przekroju pala, mierzona w kierunku równoległym do kierunku działania siły,
q, c - współczynniki uwzględniające wpływ szerokości pala, odczytywane z nomogramów na rys. 21 i 22,
iq, ic - współczynniki uwzględniające wysokość zaczepienia siły nad poziomem terenu, odczytywane z nomogramów na rys. 23 w zależności od hH/h.
Obliczeniowe wartości parametrów geotechnicznych powinny uwzględniać niejednorodność gruntu i stopień naruszenia gruntu w trakcie wykonywania pala wg poniższych warunków:
(36)
w których:
(r)u - wartość obliczeniowa kąta tarcia wewnętrznego gruntu,
(n)u - wartość charakterystyczna kąta tarcia wewnętrznego gruntu,
c(r)u - wartość obliczeniowa spójności gruntu,
c(n)u - wartość charakterystyczna spójności gruntu,
γ(r) - wartość obliczeniowa ciężaru objętościowego gruntu,
γ(n) - wartość charakterystyczna ciężaru objętościowego gruntu; w wartościach ciężaru objętościowego gruntu we wzorach (34) i (36) nie uwzględnia się wyporu wody,
Sn - współczynnik wg tabl. 11.
Rys. 19
Rys. 20
Rys. 21
Rys. 22
Rys. 23
Tablica 11. Wartości współczynnika Sn
Sposób wprowadzania pala w grunt |
Sn |
Wbijane (w gruntach niespoistych) |
1,1 |
Wwibrowywane (w gruntach niespoistych) |
|
a) dla ID > 0,33 |
1,1 |
b) dla ID |
1,2 |
Wpłukiwane (w gruntach niespoistych) |
0,3 |
Wykonywane w gruncie |
|
a) rura obsadowa wbijana i silnie ubijany beton |
1,15 |
b) rura obsadowa wwiercana i silnie ubijany beton |
1,1 |
c) rura obsadowa wwiercana i słabo ubijany beton |
0,9 |
W pozostałych przypadkach nie wymienionych w tabl. 11 należy przyjmować wartości współczynnika Sn = 1,0.
Obliczeniowa nośność boczna gruntu uwarstwionego. Jeżeli najsłabsza warstwa gruntu występuje od poziomu terenu do głębokości równej h/3, to obliczenia przeprowadza się jak dla gruntu jednorodnego przyjmując parametry geotechniczne u i cu dla warstwy najsłabszej. W pozostałych przypadkach przyjmuje się do obliczeń średnie ważone wartości parametrów u i cu, w zależności od miąższości i wytrzymałości poszczególnych warstw, wyznaczone na długości zagłębienia pala h.
5.3.3. Sprawdzenie przemieszczeń pala sztywnego.
Przemieszczenie osi pala w poziomie terenu powinno spełniać następujący warunek:
yo
yd
(37)
Przemieszczenie dopuszczalne osi pala zależy od założonych w projekcie ograniczeń wynikających z użytkowania fundamentu.
Jeżeli projekt nie postanawia inaczej można przyjmować przemieszczenie dopuszczalne równe 1 cm. Przemieszczenie osi pala sztywnego w poziomie terenu wyznacza się z wzorów podanych w tabl. 12.
5.3.4. Wyznaczenie maksymalnego momentu zginającego w palu sztywnym.
Pale sztywne o głowicach swobodnych wymiaruje się na obliczeniowy maksymalny moment zginający Mmax wyznaczany ze wzoru
(38)
w którym:
Hr - obliczeniowa wartość siły poziomej,
hH - wysokość zaczepienia siły poziomej nad poziomem terenu,
hu - zagłębienie obliczeniowego poziomu utwardzania pala.
Tablica 12. Przemieszczenia osi pala sztywnego w poziomie terenu
Zamocowanie głowicy pala |
Rodzaj gruntu |
|
|
niespoisty |
spoisty |
Głowica swobodna |
|
|
Głowica utwierdzona |
|
|
Hn - wartość charakterystyczna siły poziomej,
hH - wysokość zaczepienia siły poziomej nad poziomem terenu,
h - zagłębienie pala w gruncie,
kx - współczynnik podatności bocznej gruntu (wg 5.4.1).
Dopuszcza się ustalanie hu z następującej przybliżonej zależności
hu = 0,4hs
(39)
5.4. Obliczenia pali wiotkich
5.4.1. Obliczenia pali wiotkich
przeprowadza się dla wartości charakterystycznych parametrów geotechnicznych. Schemat pracy pala wiotkiego przedstawiono na rys. 24.
Rys. 24
5.4.2. Współczynnik podatności bocznej gruntu.
Wzory przedstawione poniżej pozwalają na wyznaczenie współczynnika podatności bocznej gruntu w przypadku pali o średnicy (lub szerokości) większej niż 20 cm i mniejszej niż 180 cm, zagłębionych w gruntach niespoistych o ID
0,2 i gruntach spoistych o IL
0,75.
Współczynnik podatności bocznej obliczany na podstawie wzorów (40) i (41) odpowiada przemieszczeniu głowicy pala w poziomie terenu yo = 1,0 cm.
5.4.3. Grunt jednorodny.
Jako grunt jednorodny można przyjąć grunt, w którym do głębokości hz = hs występuje jedna warstwa geotechniczna o współczynniku materiałowym γm
0,8.
Współczynnik podatności bocznej gruntu kx wyznacza się w kN/m3 następująco:
- dla gruntów niespoistych wg wzoru
(40)
w którym:
ID - stopień zagęszczenia gruntu; do obliczeń nie należy przyjmować wartości ID > 0,8,
γ(n) - ciężar objętościowy gruntu (nie należy uwzględniać wyporu wody), kN/m3,
D - średnica lub szerokość pala, m; jeżeli średnica lub szerokość pala D > 1,0 m, to do obliczeń należy przyjmować wartość D = 1,0 m (dotyczy wzorów (40) i (41),
Sn - współczynnik uwzględniający stopień naruszenia gruntu w trakcie wykonywania pala (tabl. 11);
- dla gruntów spoistych
(41)
gdzie IL - stopień plastyczności gruntu.
Dopuszcza się przyjmowanie we wzorze (41) ujemnych wartości IL w celu wyznaczenia współczynnika podatności bocznej dla gruntów spoistych w stanie półzwartym i zwartym. Zastępczy stopień plastyczności nie może być jednak niższy od IL = -0,5.
5.4.4. Grunt uwarstwiony.
Przy zaleganiu najsłabszej warstwy gruntu od powierzchni terenu do głębokości co najmniej
(do obliczeń należy przyjmować wartości współczynnika podatności bocznej dla tej warstwy, ustalona na podstawie wzoru (40) lub (41). W przypadku gdy od powierzchni terenu do głębokości hs zalega więcej warstw gruntu, do obliczeń należy przyjmować średnia ważona wartość współczynnika podatności bocznej gruntu, w zależności od miąższości i wytrzymałości, poszczególnych warstw.
Do obliczeń wartości średniej kx można przyjąć wartość hs ustaloną dla najsłabszej warstwy według wzoru (32) przyjmując, że pal jest całkowicie zagłębiony w gruncie o tym samym kx, co najsłabsza warstwa.
W przypadku poważniejszych konstrukcji budowlanych zaleca się stosowanie w obliczeniach pali obciążonych siłą poziomą metod obliczeniowych pozwalających na uwzględnienie rzeczywistego uwarstwienia podłoża gruntowego.
5.4.5 Pal z głowicą swobodną.
Maksymalny moment zginający Mmax w palu wyznacza się wg wzoru
(42)
w którym:
Hr - wartość obliczeniowa siły poziomej,
hH - wysokość zaczepienia siły poziomej nad poziomem terenu,
hs - sprężyste zagłębienie pala (wzór 32),
N1, N3 - współczynniki nośności, odczytywane z wykresu na rys. 25.
Moment maksymalny występuje na rzędnej
zmax = hs x N1
(43)
gdzie N1 - współczynnik odczytywany z wykresu na rys. 25.
Rys. 25
Przemieszczenie osi pala w poziomie terenu oblicza się wg wzoru
(44)
w którym:
Hn - wartość charakterystyczna siły poziomej,
n - wykładnik potęgi określany wg 5.1,
N2 - współczynnik odczytywany z wykresu na rys. 26, w zależności od
Rys. 26
Wartość zagłębienia pala w gruncie nośnym (h) należy przyjmować we wzorach (44) i (46) równą rzeczywistemu zagłębieniu pala, jeżeli jest ono mniejsze lub równe 5,0 m. Dla zagłębienia pala w gruncie nośnym większego niż 5,0 m należy przyjmować wartość h = 5,0 m.
5.4.6. Pal z głowicą utwierdzoną na poziomie lub poniżej poziomu terenu.
Maksymalny moment zginający występuje w poziomie terenu i równa się
(45)
Wartość przemieszczenia osi pala w poziomie terenu wynosi
(46)
5.4.7. Warunek przemieszczeń pala wiotkiego.
Przemieszczenie osi pala w poziomie terenu powinno spełniać następujący warunek:
y0
yd
(47)
Wartości dopuszczalnego przemieszczenia osi pala w poziomie terenu zależą od przyjętych w projekcie ograniczeń, wynikających z użytkowania obiektu. Jeżeli projekt fundamentu nie postanawia inaczej można przyjmować yd = 1,0 cm.
5.5. Pale w grupie obciążone siłą poziomą.
Wpływ grupy pali na nośność boczna pala może być pominięty, jeżeli odległość pomiędzy osiami pali w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku działania siły poziomej jest większa od 3 średnic (szerokości) pala lub w płaszczyźnie równoległej do kierunku działania siły jest większa od 6 średnic (szerokości) pala.
Dla pali o szerokości D
0,8 m wpływ wzajemnego rozstawu pali można uwzględniać obliczając szerokość zastępczą wg wzoru
(48)
w którym:
D - rzeczywista szerokość lub średnica pala,
n1 - współczynnik uwzględniający wpływ rozstawu pali w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku działania siły poziomej (wzór 49),
n2 - współczynnik uwzględniający wpływ rozstawu pali w płaszczyźnie równoległej do kierunku działania siły poziomej (wzór 50)
(49)
r1 - rozstaw osiowy pali w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku działania siły poziomej
(50)
- współczynnik zależny od liczby pali w szeregu, w płaszczyźnie równoległej do kierunku działania siły poziomej (tabl. 13),
r2 - rozstaw osiowy pali w płaszczyźnie równoległej do kierunku działania siły poziomej.
Tablica 13, Wartości współczynnika 1
Liczba pali |
1 |
2 |
3 |
|
|
1 |
0,6 |
0,5 |
0,45 |
Jeżeli wartości współczynników n1 i n2, obliczone ze wzorów (49) i (50), będą większe niż 1, to do obliczeń należy przyjmować n1 = 1 lub n2 = 1.
W przypadku pali o szerokości (średnicy) 0,2
D < 0,8 m, można obliczyć szerokość zastępczą według wzoru (48), przyjmując w mianownikach wzorów (49) i (50) zamiast (D + 1) wartość (1,5D + 0,5), to znaczy
(51)
(52)
5.6. Przypadki szczególne
5.6.1. Pale o pośredniej sztywności.
Jeżeli zagłębienie pala jest zawarte w granicach 1,5hs < h < 3hs, to obliczenia należy przeprowadzić jak dla pali sztywnych (5.3) i dla pali wiotkich (5.4) i jako reprezentatywny przyjąć wynik bardziej niekorzystny.
5.6.2. Dodatkowe parcie gruntu na pale w przypadku zalegania słabej warstwy gruntu.
Przy projektowaniu ścian oporowych, przyczółków mostowych, nabrzeży i innych konstrukcji na palach, należy w obliczeniach nośności bocznej pali uwzględnić możliwość wystąpienia dodatkowego parcia na pale wywieranego przez warstwę słabą zalegającą pod nasypem, składowiskiem lub budowlą (rys. 27). Dodatkowe parcie gruntu należy zwłaszcza uwzględniać, jeżeli warstwę słabą stanowią piaski pylaste o ID 0,33, namuły i grunty spoiste o 0,5 < IL < 1,0. W obliczeniach nośności bocznej pali dodatkowe parcie gruntu na pale można uwzględniać traktując różnicę wartości, parcia i odporu granicznego gruntu (przy kącie tarcia gruntu o ścianę δ = 0) jako obciążenie pala oraz przyjmując poziom obliczeniowy terenu w punkcie, w którym rzędne parcia i odporu gruntu są sobie równe.
Parcie dodatkowe gruntu można wyznaczyć jak dla ściany ciągłej, przyjmując redukcję jego wartości w zależności od względnego rozstawu osiowego pali w kierunku prostopadłym do kierunku działania parcia dodatkowego
wg wzoru
(53)
w którym:
e* - jednostkowe parcie dodatkowe warstwy gruntu słabego na pale,
ea - jednostkowe parcie graniczne gruntu na ścianę ciągłą (δ = 0),
ep - jednostkowy odpór graniczny gruntu na ścianę ciągłą (δ = 0),
1 - współczynnik redukcyjny przyjmowany na podstawie rys. 28.
Ponadto w warunkach, w których może wystąpić dodatkowe parcie gruntu na pale, należy każdorazowo sprawdzać stateczność uskoku naziomu, przyjmując różne warianty przebiegu linii poślizgu w warstwie słabej.
Rys. 27
Rys. 28
5.7. stosowanie innych metod obliczeniowych.
Dopuszcza się stosowanie w projektowaniu pali obciążonych siłami poziomymi innych, uzasadnionych naukowo metod. W szczególności zaleca się metody uwzględniające zmienność współczynnika podatności bocznej gruntu z głębokością i jego zależność od wartości przyłożonego obciążenia, a tym samym od przemieszczenia pala w poziomie terenu. Zaleca się również stosowanie metod traktujących ustrój palowy jako ramę przestrzenną sprężyście zamocowaną w gruncie, pozwalających na uwzględnienie wzajemnego wpływu między palami, oczepem i gruntem.
5.8. Sprawdzanie nośności pali obciążonych siłą poziomą za pomocą próbnych obciążeń w terenie.
Próbne obciążenia boczne pali należy przeprowadzać, jeżeli od powierzchni terenu do głębokości równej hs zalegają grunty organiczne (torfy, namuły) o IL > 0,5, grunty spoiste o IL > 0,75, grunty niespoiste o ID < 0,2 lub świeże nasypy ID < 0,33, względnie w pozostałych warunkach posadowienia, jeżeli projektant chce dopuścić większe przemieszczenia osi pala w poziomie terenu niż y0 = 1,0 cm. Próbne boczne obciążenia pali należy przeprowadzać zgodnie z zaleceniami podanymi w rozdz. 7 normy.
5.9. Obliczenia wytrzymałościowe pali zginanych.
Pale zginane wymiaruje się na obliczeniowy maksymalny moment zginający wyznaczany na podstawie wzorów (38), (42) i (45). Obliczenia wytrzymałościowe należy prowadzić zgodnie z Postanowieniami przejściowymi (rozdz. 9).
6. STOSOWANIE WZORÓW DYNAMICZNYCH W WYZNACZANIU NOŚNOŚCI PALI
6.1. Zasady ogólne.
Wzory dynamiczne można stosować w celu:
- kontroli nośności pali,
- ustalenia, za pośrednictwem współczynnika cechowania p, relacji między nośnością pala próbnego (pal reprezentatywny) i pali otaczających go, posadowionych w zbliżonych warunkach gruntowych.
6.2. Kontrola nośności pali wzorami dynamicznymi.
Dla określonego rodzaju urządzenia wbijającego, rodzaju pala i gruntu zaleca się stosowanie następującego wzoru dynamicznego
(54)
w którym:
c - wpęd pala pod wpływem ostatniego uderzenia bijaka (średnia z ostatnich 30 cm wbijania), m,
e - sprężyste odkształcenie pala, gruntu i kołpaka na 1 m długości pala, uzależnione od wpędu c, e = f(c), m/m.
Dla danego rodzaju gruntu (ten sam typ pala i urządzenia wbijającego) zależność e = f(c) należy wyznaczać na podstawie obserwacji wbijania pali i wyników ich próbnych obciążeń, przy czym:
(55)
gdzie Noc - obciążenie, które można dopuścić na pojedynczy pal, wyznaczone na podstawie próbnego obciążenia, zgodnie z rozdz. 8.
Z innych stosowanych wzorów dynamicznych do kontroli nośności dopuszcza się jedynie te, które wywodzą się z wzoru o postaci ogólnej (56) i to tylko wówczas, gdy spełnione są warunki wymienione w poz. a) i b).
(56)
w którym:
- współczynnik wyzyskania energii wbijania pala, przyjmowany według zaleceń do stosowanego wzoru dynamicznego:
, przy czym M - ciężar bijaka, kN; P - ciężar pala lub wbijanej rury obsadowej z korkiem betonowym, kN,
Fd - współczynnik bezpieczeństwa przyjmowany według zaleceń do stosowanego wzoru dynamicznego.
a) Warunki stosowania wzoru dynamicznego. Wzory dynamiczne stosuje się w przypadkach:
- pal na 1/2 długości od podstawy zagłębiony jest w gruntach niespoistych,
- wartości c i c1, pomierzono na placu budowy,
- w co najmniej trzech przypadkach (różne place budów) wykonywania pali tego samego rodzaju przy użyciu sprzętu tego samego typu, uzyskano dla tych samych wartości i Fd współczynniki cechowania p (wyznaczone zgodnie z 6.3) spełniające relację
0,8 p 1,2,
(57)
b) Wyznaczona na podstawie wzorów (54) lub (56) wartość Nd musi spełniać warunek
Qr 0,8Nd
(58)
6.3. Wyznaczanie współczynnika cechowania.
Współczynnik cechowania p oblicza się z zależności
(59)
w której Nd, Noc - jak we wzorach (54) i (55).
Współczynnik cechowania wyznaczony dla pala reprezentatywnego grupy pali posadowionych w zbliżonych warunkach gruntowych można wykorzystać do określenia przybliżonej wartości Noc dla każdego pala tej grupy.
7. SPRAWDZENIE NOŚNOŚCI PALI FUNDAMENTOWYCH W TERENIE
7.1. Próbne obciążenia - zasady ogólne
7.1.1. Próbne obciążenie pali
wykonuje się w celu sprawdzenia obliczeń według postanowień niniejszej normy ze względu na stan graniczny nośności lub stany graniczne nośności i użytkowania. Wyniki próbnych obciążeń stanowią podstawę do ewentualnych zmian w projekcie palowania.
Podane w normie zasady wykonywania próbnych obciążeń pali odnoszą się do statycznych obciążeń pionowych względnie poziomych. W przypadku występowania obciążeń powtarzalnych lub cyklicznych, próbne obciążenie należy wyznaczyć według zaleceń projektanta ujętych w projekcie sprawdzania nośności pali w terenie, uwzględniających rzeczywiste warunki pracy pali.
7.1.2. Projekt próbnych obciążeń
powinien być częścią projektu palowania i powinien zawierać:
- wyniki badań geotechnicznych podłoża w rejonie palowania,
- wartości maksymalnych obciążeń obliczeniowych pali,
- projektowane wartości obciążeń próbnych,
- przemieszczenia dopuszczalne fundamentu na palach (ze względu na rodzaj konstrukcji i warunki jej eksploatacji),
- opis sposobu uchwycenia głowic pali w fundamencie lub w konstrukcji budowli oraz w przypadku obciążeń poziomych, rzędne punktów zaczepienia siły przekazywanej z budowli,
- sposób przeprowadzenia próbnych obciążeń.
W przypadku gdy próbne obciążenia poprzedzają rozpoczęcie robót palowych, projekt powinien zawierać również wykaz i sytuację pali próbnych. Gdy próbne obciążenia wykonywane są w trakcie robót palowych (7.4.1) pale do próbnych obciążeń powinny być wyznaczane przez nadzór techniczny inwestora w uzgodnieniu z projektantem obiektu, zgodnie z postanowieniami wg 7.2.1.
7.1.3. Wartości obciążeń próbnych.
Próbne obciążenia wciskające i wyciągające należy projektować na siły równe półtorakrotnej wartości nośności pala, wyznaczonej wzorem (2) lub (3) (1,5Nt lub 1,5Nw). Próbne obciążenia boczne należy projektować na siły co najmniej półtorakrotnie wyższe od obciążenia charakterystycznego pala (1,5Hn).
7.2. Liczba pali do próbnych obciążeń i ich wybór
7.2.1. Zasady określania liczby i wyboru miejsca pali próbnie obciążanych.
W przypadkach:
a) gdy stwierdzono, że układ warstw gruntów pod daną budowlą jest w zasadzie jednakowy, próbnemu obciążeniu (wciskaniu lub wyciąganiu) należy poddawać następującą liczbę pali:
- co najmniej 2 pale, gdy w skład fundamentu wchodzi do 100 pali,
- co najmniej 1 pal na każde rozpoczęte dalsze 100 pali przy więcej niż 100 palach;
b) gdy podłoże podzielić można na szereg różnych stref geotechnicznych, próbnemu obciążeniu powinien być poddany w każdej strefie co najmniej 1 pal (tzw. pal reprezentatywny),
c) w przypadku występowania w danej budowli elementów o małych dopuszczalnych osiadaniach, np. fundamentu pod precyzyjne urządzenia, należy poddawać dodatkowo próbnemu obciążeniu przynajmniej 1 pal znajdujący się pod danym elementem,
d) w przypadku wyznaczania nośności pali pozostałych po wyburzonych budowlach lub pali wykorzystywanych po okresie paroletniej przerwy od czasu ich wprowadzenia w grunt lub niezgodnie z pierwotnym przeznaczeniem budowli, należy poddawać próbnemu obciążeniu co najmniej:
- 2 pale, gdy powierzchnia palowana jest mniejsza niż 900 m2,
- co najmniej 1 pal na każde rozpoczęte 500 m przy powierzchni większej niż 900 m2,
e) we wszystkich przypadkach próbnemu obciążeniu poddawać należy pale w miejscach o najniekorzystniejszych warunkach geotechnicznych.
Odstęp wzajemny pali próbnie obciążanych powinien wynosić min. 4D i nie powinien być mniejszy niż 3 m.
Próbnych obciążeń pali można nie wykonywać, jeżeli liczba pali w obiekcie nie przekracza 25 sztuk, a nośność podłoża oraz jakość wykonania pali nie budzą zastrzeżeń.
7.2.2. Wykorzystanie do konstrukcji fundamentów pali próbnie obciążonych i kotwiących.
Pale próbnie obciążane i kotwiące mogą być wykorzystane do przenoszenia obciążeń z budowli w następujących wysokościach ich obciążeń obliczeniowych:
a) pale wciskane: 100%, jeżeli przy próbnym obciążeniu pala naprężenia w jego materiale (lub w podłożu skalnym w przypadku pali opartych na skale) nie przekroczyły 60% naprężeń niszczących; w innym przypadku pale te należy uznać za nienośne,
b) pale wyciągane:
80% - grunty niespoiste,
50% - grunty spoiste,
c) pale próbnie obciążane siłą boczną:
90% - grunty niespoiste,
80% - grunty spoiste;
pale te mogą być wykorzystane do przeniesienia 70% pionowych obciążeń obliczeniowych sprawdzonych zgodnie z postanowieniami rozdz. 2,
d) pale kotwiące:
100% - przy kontroli przemieszczeń głowicy pala kotwiącego i jej uniesieniu do 5 mm,
80% - gdy nie prowadzi się kontroli przemieszczeń głowicy pala kotwiącego.
7.3. Urządzenia do sprawdzania nośności pali w terenie.
Urządzenia do sprawdzania nośności pali w terenie, składają się z:
a) urządzeń obciążających,
b) urządzeń pomiarowych.
Przez urządzenia obciążające należy rozumieć wszystkie urządzenia służące do wywołania siły wciskającej lub wyciągającej pal, jak również do wywoływania sił poziomych. Urządzenia pomiarowe powinny zapewniać otrzymanie wyników dotyczących przemieszczeń z dokładnością do 0,05 mm oraz sił z dokładnością 1% wartości Qmax.
Urządzenia pomiarowe powinny mieć ważne atesty.
7.4. Terminy przeprowadzania próbnych obciążeń
7.4.1. Zasady ogólne.
Sprawdzenie nośności pali próbnie obciążanych należy przeprowadzać przed przystąpieniem do wykonywania pozostałych pali. Gdy liczba pali w obiekcie jest mniejsza niż 100 sprawdzenie można przeprowadzić podczas realizacji robót fundamentowych. Należy wówczas zapewnić taką kolejność wykonywania pali, aby w przypadku stwierdzonej zmiany nośności można było wykonać niezbędne zmiany w projekcie palowania.
7.4.2. Termin sprawdzania nośności pali obciążanych siłami pionowymi.
Między wykonaniem pala a sprawdzeniem jego nośności powinien upłynąć czas podany w tabl. 14. W przypadku gruntów uwarstwionych, jeżeli przynajmniej 50% całkowitej nośności pala uzyskiwana jest w gruntach spoistych, grunty te należy uznać za miarodajne przy ustalaniu terminu sprawdzenia nośności pali.
Tablica 14. Terminy sprawdzenia nośności
Rodzaj pali |
Rodzaj gruntu |
||
|
niespoiste |
nawodnione piaski drobne, pylaste i gliniaste oraz pyły i gliny piaszczyste |
spoiste |
Wbijane |
7 dni |
20 dni |
30 dni |
Wykonywane w gruncie |
30 dni |
30 dni |
30 dni |
Przy stosowaniu cementów szybkosprawnych lub po stwierdzeniu dostatecznej wytrzymałości próbek betonu, pale formowane w gruncie można obciążać wcześniej niż po upływie 30 dni.
7.4.3. Termin wykonywania próbnych bocznych obciążeń pali.
Boczne obciążenie pali zaleca się wykonywać po ukończeniu wszelkich przewidywanych w danym miejscu robót ziemnych, tak aby warunki pracy pala były w tym czasie takie same, jakie będą podczas eksploatacji budowli.
Jeżeli zalecenie to nie będzie spełnione zmianę warunków należy uwzględniać analizując wyniki badania.
7.4.4. Termin sprawdzania nośności pali w rejonie gruntów osiadających.
W przypadku sprawdzenia nośności pali na obszarze, na którym wykonano wymianę gruntów, lub na którym podłoże ma być obciążone dodatkowo nasypami lub budowlami posadowionymi bezpośrednio, wskazane jest przystąpienie do wbijania pali próbnych i do sprawdzania ich nośności dopiero po zakończeniu osiadania podłoża pod wpływem tych zmian obciążeń. W przeciwnym przypadku wyniki próbnego obciążenia należy interpretować uwzględniając warunek 8.1.3.
7.5. Zasady pomiaru postępu pali w czasie ich zagłębiania.
Dla pali wbijanych oraz pali Franki, Vibro i Fundex należy rejestrować liczbę uderzeń bijaka podczas ich zagłębiania. Pomiar ten należy wykonywać dla co najmniej 50% pali, co 0,5 m mierząc od połowy zagłębienia pala w gruncie, a na ostatnich 30 cm zagłębienia w seriach co 10 cm postępu pala (n1, n2, n3). Przy pomiarze wpędu pala (ostatnie 30 cm) zaleca się stosowanie wysokości spadu bijaka równą 1,0 m. W przypadku złożonych warunków gruntowych lub pali przeznaczonych do próbnego obciążenia należy wykonywać pomiar na całej długości pala.
W przypadku pali wprowadzonych w grunt metodą wibracji należy prowadzić pomiar czasu zagłębiania pala na każdą 1/5 część całkowitej długości pala. Dane z wbijania pali należy zestawić wg załącznika 1.
7.6. Przebieg prac przygotowawczych do sprawdzenia nośności pali.
Urządzenia do sprawdzania nośności pali powinny być tak ustawione, żeby badany pal był obciążony osiowo. Po ustawieniu urządzeń obciążających i urządzeń pomiarowych, miejsce próbnego obciążenia nie powinno być narażone na wpływ wstrząsów pochodzących od ruchu pojazdów, maszyn i wbijania pali w sąsiedztwie oraz wiatru (falowania wody). Jako brak wpływu wstrząsów przyjmuję się możliwość wykonywania odczytów wskazań czujników o dokładności 0,05 mm.
Zaleca się, aby obciążenie pala próbnego było wykonywane za pomocą siłowników hydraulicznych. Należy przy tym zapewnić trwałość każdorazowego stopnia obciążenia. Przy zastosowaniu kilku siłowników hydraulicznych musza być one podłączone do jednej pompy.
W przypadku stosowania do próbnego obciążenia pali balastu, składowanie balastu nie powinno mieć wpływu na osiadanie badanego pala. Wymaga to zachowania odległości krawędzi podpór balastu lub samego balastu od osi pala próbnie obciążanego, co najmniej 4D dla pali o średnicy D
0,6 m i nie mniej niż 2,5 m dla pozostałych pali.
W przypadku stosowania pali kotwiących powinny być one oddalone od pobocznicy badanego pala na odległość co najmniej równą 1/10 długości pala kotwiącego i nie mniejszą niż 2,0 m.
Odległość podpór belki, na której opierają się czujniki od osi pala obciążanego powinna być większa niż 4D dla pali o średnicy D
0,6 m i wynosić co najmniej 3,0 m dla pozostałych pali.
7.7. Zakres dokumentacji badań nośności pali w terenie.
Dokumentacja badań nośności pali powinna zawierać:
a) plan sytuacyjny budowli z naniesioną siatką palowania i z zaznaczeniem pali próbnie obciążanych oraz z naniesioną siatką badawczych otworów wiertniczych i sondowań,
b) przekroje geotechniczne z naniesionym położeniem badanych pali i rzędnymi ich głowic i podstaw,
c) opis techniczny zawierający szczegółowe dane dotyczące budowli i poszczególnych badanych pali,
d) dziennik wykonywania pali w gruncie (łącznie z metrykami pali) dla każdego badanego pala, który powinien zawierać:
- dane o przebiegu i warunkach wykonania pali,
- rodzaj użytego sprzętu,
- dane o przewierconych warstwach gruntu,
- ilość betonu użytego do wykonywania pala,
- dane o położeniu i kształcie podstawy oraz głowicy pala,
e) dzienniki wbijania pali próbnych w przypadku badania pali wbijanych,
f) zestawienie wyników pomiarów wstępnych, obejmujących rzędną głowicy pala przed przystąpieniem do obciążenia, rzędną zaczepienia siły poziomej, wskazania początkowe czujników,
g) protokół próbnego obciążenia pali sporządzony według załączników 2 i 4 z opisem przebiegu próbnego obciążenia (wyciągania) zawierającym dzień i godzinę, rozpoczęcia i zakończenia obciążenia, pogodę i temperaturę w czasie obciążenia, stwierdzenie zgodności wykonania urządzeń obciążających i pomiarowych z projektem próbnego obciążenia, opis sposobu nakładania i zdejmowania obciążeń, opis poszczególnych wydarzeń w czasie badania, np. uszkodzenia urządzeń obciążających lub pomiarowych, przestawienie czujników, zmiany powierzchni gruntu, zmiany długości zakotwień,
h) dziennik osiadania (podnoszenia) pala opracowany według załącznika 3 lub dziennik próbnego obciążenia bocznego pala według załącznika 5,
i) wykres zależności osiadania (podnoszenia, przesunięcia) pala od wielkości obciążenia, zawierający krzywą zależności osiadań (podnoszenia, przesunięcia) pala od obciążenia; w przypadku pali wciskanych i wyciąganych wykres obciążenia pala w czasie, krzywą osiadania (podnoszenia, przesunięcia) pala w czasie, wykres pomocniczy
; wykresy te należy sporządzać w sposób podany na rys. 29 i w podziałkach zamieszczonych w tabl. 15; w przypadku, gdy obciążenie maksymalne uzyskane w badaniach Qmax > 2000 kN, można stosować podziałkę A lub B,
Rys. 29
Wykres pomocniczy
należy konstruować w sposób następujący: przez punkt odpowiadający wartości 50 na osi pionowej wykresu pomocniczego (rys. 30) należy poprowadzić proste równoległe do stycznych do krzywej zależności osiadania pala od obciążenia w punktach odpowiadających poszczególnym stopniom obciążenia pala; odcinki zawarte między początkiem układu współrzędnych i punktami przecięcia równoległych z osią obciążeń odpowiadają wartościom
w badanych punktach; końce tych odcinków odłożonych na prostych prostopadłych do osi obciążenia i przechodzących przez odpowiednie punkty styczności są punktami wykresu pomocniczego; konstrukcje wykresu pomocniczego pokazano przykładowo na rys. 30;
j) w przypadku sprawdzania stanu granicznego użytkowania wyznaczenie modułów odkształcenia E0 (wg 4.6).
Rys. 30
7.8. Przebieg sprawdzania nośności pali w terenie.
7.8.1. Próbne obciążenie pali wciskanych.
Obciążenie pala powinno wzrastać stopniami
, przy czym stopni tych nie powinno być mniej niż 10. Obciążenia należy kontynuować do uzyskania granicznej nośności pala lub wartości siły (Qmax) podanej w projekcie próbnego obciążenia.
Odczyty osiadania należy notować co 10 min. Jeżeli osiadanie przy danym obciążeniu trwa dłużej niż 1 h, wówczas odstępy czasu między dalszymi odczytami można przyjmować dłuższe niż 10 min.
Przed każdym powiększeniem obciążenia należy zaczekać aż do zakończenia osiadania pala od obciążenia poprzedniego. Zakończenie osiadań można przyjąć umownie w chwili, gdy średni przyrost osiadania w dwu kolejnych okresach 10-minutowych jest nie większy niż 0,05 mm.
W czasie prowadzenia obciążeń dopuszczalne są przerwy polegające na zupełnym odciążeniu pala, przy czym przerwa nie powinna trwać dłużej niż 1 dobę. Po przerwie obciążenie pala można podnieść do tego obciążenia, przy którym nastąpiła przerwa. Po osiągnięciu obciążenia równego wartości Qr pal należy odciążyć oraz zanotować jego trwałe osiadanie. Trwałe osiadanie pala należy również zanotować po zakończeniu badania.
7.8.2. Próbne wyciąganie pali.
Poszczególne przyrosty obciążenia powinny wynosić
, przy czym stopni obciążeń nie powinno być mniej niż 10. Każdy stopień obciążenia należy utrzymywać przez 10 min dla gruntów niespoistych i 20 min dla gruntów spoistych.
Po osiągnięciu granicznej wartości obciążenia lub Qwmax pal należy odciążyć i zanotować jego trwałe podniesienie.
7.8.3. Próbne boczne obciążenie pali.
Przemieszczenie poziome pala należy mierzyć w dwóch poziomach, ich wzajemna odległość nie może być mniejsza niż 1,0 m. Obciążenie boczne należy zwiększać stopniowo tak, aby poszczególne stopnie obciążenia były jednakowe i równały się około 0,1 części projektowanego obciążenia Hn. Każdy stopień obciążenia należy utrzymywać przez co najmniej 10 min bez zmian do czasu, aż średni przyrost przemieszczenia w ciągu 10 min będzie mniejszy niż 0,05 mm. Po osiągnięciu przewidywanego projektem obciążenia Hn i Hmax = (1,2-1,5)Hr pal należy całkowicie odciążyć i zanotować jego trwałe przemieszczenie poziome.
Tablica 15. Podziałki do graficznej interpretacji próbnego obciążenia pali do stosowania na wykresie pomocniczym
Lp. |
Rodzaj wykresu |
Oś |
Qmax |
Qmax > 2000 kN |
|
|
|
|
|
A |
B |
1 |
Zależność osiadania (podniesienia, przesunięcia) pala od obciążenia |
obciążenie |
50 kN = 10 mm |
100 kN = 10 mm |
200 kN = 10 mm |
|
|
przemieszczenie |
1 mm = 1 cm |
2 mm = 1 cm |
4 mm = 1 cm |
2 |
Obciążenia pala w czasie |
obciążenie |
100 kN = 10 mm |
100 kN = 5 mm |
100 kN = 2,5 mm |
|
|
czas |
10 min = 2 mm |
|
|
3 |
Wykres pomocniczy |
|
50-10 mm |
|
|
7.8.4. Notowanie wyników próbnych obciążeń.
Notowanie wyników obserwacji pali próbnie obciążanych należy prowadzić zgodnie z postanowieniami 7.8.1, 7.8.2 lub 7.8.3 i według załączników 3 lub 5.
8. ZASADY INTERPRETACJI WYNIKÓW SPRAWDZANIA NOŚNOŚCI PALI W TERENIE
8.1. Próbne obciążenia wciskające
8.1.1. Sprawdzenie na stan graniczny nośności.
Podstawą interpretacji jest krzywa zależności osiadania pala od obciążenia oraz wykres pomocniczy skonstruowany według wyjaśnienia podanego w 7.7.
Warunek stanu granicznego nośności jest spełniony, gdy
(60)
w którym:
k - współczynnik korekcyjny przyjmowany wg tabl. 16,
Noc - obciążenie, które można dopuścić na pojedynczy pal ze względu na stan graniczny nośności; obciążenie to jest równe lub większe od obciążenia wynikającego ze stanu granicznego użytkowania.
Wartość Noc wyznacza się na podstawie analizy wykresu pomocniczego. Wykres ten może mieć jeden (typ a rys.31) lub dwa (typ b rys. 32) odcinki prostoliniowe, z których każdy można opisać równaniem:
dQ = n3Q + n4
(61)
w którym n3, n4 - parametry prostej.
Rys. 31
Rys. 32
Obciążeniu Noc odpowiada początek pierwszego (krzywa typu a) lub drugiego (krzywa typu b) prostoliniowego odcinka wykresu pomocniczego. Obciążenie odpowiadające początkowi pierwszego odcinka prostoliniowego krzywej typu b jest obciążeniem N1c.
Jako początek odcinka prostoliniowego badanego wykresu należy przyjmować pierwszy z przynajmniej trzech wyznaczonych jego punktów (np. rys. 29 punkt 7”).
Przyjmuje się, że punkt przecięcia prostej (61) opisującej ostatni prostoliniowy odcinek wykresu pomocniczego z osią Q odpowiada obciążeniu granicznemu pala Ng.
Punkt przecięcia pierwszego odcinka prostoliniowego wykresu pomocniczego krzywej osiadania pala typu b z osią obciążenia odpowiada obciążeniu N1g.
W przypadku gdy podczas próbnego obciążenia nie osiągnięto granicznej nośności pala lecz uzyskany fragment zależności osiadania pala od obciążenia pozwala na wydzielenie, na wykresie pomocniczym odcinka prostoliniowego, należy przeprowadzić badanie typu krzywej osiadania pala, przy czym:
a) jeżeli
(62)
to krzywa osiadania pala jest krzywą typu a: Noc = N1c
b) jeżeli
(63)
to krzywa osiadania pala jest krzywą typu b: Noc = Qmax
Sposób wyznaczania wartości N1g przedstawia rys. 33 wg wzoru
(64)
w którym:
(65)
(66)
przy czym obciążenie QB odpowiada ostatniemu punktowi prostoliniowego odcinka wykresu pomocniczego.
W przypadku gdy wyznaczony w trakcie próbnych obciążeń fragment zależności osiadania pala od obciążenia nie pozwala na wydzielenie na wykresie pomocniczym odcinka linii prostej, warunek (60) należy sprawdzać przyjmując:
Noc = Qmax
(67)
Rys. 33
Tablica 16. Wartości współczynnika korekcyjnego k
Siła Noc wyznaczona na podstawie wykresu pomocniczego |
Noc = Qmax |
|
krzywa typu a Noc = N1c |
krzywa typu b N1c Noc |
^ |
k = 1,00 |
k = 0,80 |
k = 0,90 |
8.1.2. Warunki dodatkowe.
W przypadku wykonywania próbnych obciążeń wciskających pali, dla których uwzględniono w obliczeniach tarcie negatywne gruntu, wartość Noc należy zmniejszyć o dwukrotną wartość siły, wynikającej z tarcia negatywnego.
W przypadku stosowania do sprawdzenia warunku (60) wartości Noc określonej na podstawie współczynnika cechowania p (wzór 59) należy przyjmować k = 0,8.
8.1.3. Sprawdzenie ze względu na stan graniczny użytkowania.
Stan graniczny użytkowania powinien spełniać warunek (15) (p. 4.3). Sprawdzenie polega na obliczeniu osiadania grupy pali na podstawie modułów odkształcenia E0 wyznaczonych z krzywej zależności osiadania od obciążenia pala dla sił nie większych od
.
8.2. Próbne wyciąganie pali.
Obliczeniowe obciążenie wyciągające, Qwr, powinno spełniać warunek
(68)
w którym Nw - graniczne obciążenie wyciągające pala, wyznaczone z krzywej zależności podnoszenia od obciążenia 7.1.
Jeżeli w trakcie próbnych obciążeń nie osiągnięto wartości Nw należy przyjąć
Nw = Qwmax
(69)
8.3. Próbne boczne obciążenie pali.
Przemieszczenia boczne pala muszą spełniać warunek:
(70)
w którym:
y0 - przemieszczenie osi pala w poziomie terenu spowodowane obciążeniem charakterystycznym,
yd - dopuszczalne boczne przemieszczenie pala.
Jeżeli projekt fundamentu nie postanawia inaczej można przyjmować
yd = 1 cm
(71)
W przypadku gdy przewiduje się w projekcie utwierdzenie górnego końca pala w fundamencie w poziomie terenu, a w czasie obciążania próbnego głowica pala była swobodna, boczne obciążenie pala można przyjąć 1,5 razy wyższe od jego wartości wyznaczonej z obciążenia próbnego.
9. POSTANOWIENIA PRZEJŚCIOWE
Do czasu wprowadzenia norm dotyczących wymiarowania i wykonawstwa pali i fundamentów palowych, w obliczeniach wytrzymałości trzonu pala dopuszcza się stosowanie postanowień odpowiednich norm związanych.
KONIEC
Załączników 5
Informacje dodatkowe
ZAŁĄCZNIK 1
(zalecany do dobrowolnego stosowania)
ZAŁĄCZNIK 2
(zalecany do dobrowolnego stosowania)
ZAŁĄCZNIK 3
(zalecany do dobrowolnego stosowania)
ZAŁĄCZNIK 4
(zalecany do dobrowolnego stosowania)
ZAŁĄCZNIK 5
(zalecany do dobrowolnego stosowania)
INFORMACJE DODATKOWE
1. Instytucja opracowująca normę
- Instytut Techniki Budowlanej.
2. Istotne zmiany w stosunku do PN-69/B-02482
a) postanowienia normy dostosowano do warunków obliczeń według dwóch stanów granicznych - nośności i użytkowania,
b) powiększono znacznie zakres normy, szczególnie w odniesieniu do obliczeń osiadania pali i fundamentów palowych oraz obliczeń nośności pali na siły poziome,
c) rozszerzono zakres stosowania normy dla pali do 180 cm średnicy,
d) uaktualniono dane mające wpływ na nośność pali,
e)wprowadzono jednostki SI.
3. Normy związane
PN-82/B-02000 Obciążenia budowli. Zasady ustalania wartości
PN-74/B-02480 Grunty budowlane. Podział, nazwy, symbole i określenia
PN-81/B-03020 Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie
4. Normy zagraniczne
Australia AS 2159-1978 Rules for the Design and Instalation of Piling
CSRS ĆSN 73 1002
Dania DS 415, 1977 Norm for Fundering
Finlandia SPO-78
RFN DIN/4026, 1968 Rammpfähle Richtlinien
DIN/4026, 1968 Rammpfähle Richtlinien Erläuterungen der Richtlinien
DIN/4014, 1969 Bohrpfähle Herstellung und zulässige Belastung
DIN/4014, 1969 Bohrpfähle Herstellung und zulässige Belastung Erläuterungen
DIN/4014, 1977 Bohrpfähle, Grossbohrpfähle, Herstellung Bemessung und zulässige Belastung
Wielka Brytania CP 2004:72. Code of Practice for Foundations
5. Autorzy projektu normy
prof. dr hab. Inż. Andrzej Tejchman, dr inż. Kazimierz Gwizdała, dr inż. Jacek Kłos, dr inż. Włodzimierz Cichy - Politechnika Gdańska.
6. Wydanie 2
- stan aktualny: maj 1985 - bez zmian.
Wyszukiwarka
Podobne podstrony:
PN 83 B 02482 Fundamenty budowlane Nosnosc pali i fundamentó
[norma]PN 83 B 03010 Ĺšciany oporowe Obliczenia statyczne i projektowanie
PN 83 B03430 id 363611 Nieznany
Zal nr 4 SIWZ na dostawe tablic pamiatkowych PN 83, Przegrane 2012, Rok 2012, poczta 06.11 Grodzisk
PN 83 B 03430
PN 83 B 03010
SIWZ na dostawe tablic pamiatkowych PN 83, Przegrane 2012, Rok 2012, poczta 06.11 Grodzisk tablice i
kLIMATYZACJA W KOPALNIACH, norma sr gorace, ______________PN-83/N-08011_____________________________
Pomiar hałasu, POLSKA NORMA PN-92S-04051, POLSKA NORMA PN-92/S-04051(zamiast PN-83/S-04051)
[norma]PN 83 B 03010 Ĺšciany oporowe Obliczenia statyczne i projektowanie
PN 83 B 03430 str1(1)
PN 83 B 03430 str7
PN 83 B 03430 str4
PN 83 B 03430 str 2
PN 83 B 03430 str5
PN 83 B 03430 str3
PN 83 B 03010
więcej podobnych podstron