CZĘŚĆ I - POSADOWIENIE BEZPOŚREDNIE

1.Dokumentacja techniczna. Zakres badań.

Badania polowe:

• wiercenia badawcze (urobek tylko z jednej warstwy, grunt nie może ulec dodatkowemu zawilgoceniu, możliwość ustalenia piezometrycznych poziomów wody gruntowej)

• wykopy badawcze (próbki NNS- o nienaruszonej strukturze)

• odkrywka fundamentów

• wieloletnie badania wód gruntowych

• sondowania

• obciążenia próbne

• badania presjometryczne

• b.radiometryczne (fizyczne właściwości gruntów)

• pompowania próbne

Program badań laboratoryjnych:

• analiza uziarnienia

• wilgotność

• gęstość

• stopień zagęszczenia i plastyczności

• b.wytrzymałościowe (aparat bezpośredniego ścinania, aparat trójosiowy- określa się c i ø) gruntu (edometr)

Dokumentacja geotechniczna:

• plan sytuacyjny terenu z zaznaczeniem położenia obiektu z miejscami otworów badawczych

• metryka otworów badawczych

• przekroje geotechniczne

• zestawienie wyników badań gruntów i składu chemicznego wody gruntowej

• charakterystyka terenu budowy, warunki wodno-gruntowe, stan budowli istniejących

2. Podział fundamentów :

Sposób przekazywania obciążeń:

• bezpośrednie (stopy fundamentowe, stopy grupowe, ruszt na stopach, fund. pierścieniowe, ławy fund., ruszty, f. płytowy, f. kasetonowy, skrzyniowy otwarty lub zamknięty)

• pośrednie (na palach, studniach, kesonach, ściankach szczelinowych i szczelnych)

Materiał:

• żelbetowe

• betonowe

• ceglane

• drewniane

• stalowe

Głębokość posadowienia:

• płytkie (do 4m)

• głębokie (pow.4m)

Zastosowanie :

• skrzynie- wieżowce o konstrukcji szkieletowej lub wielkopłytowej

• płyty- wysokie budowle lub w celu zabezpieczenia pomieszczeń podziemnych przed wodą gruntową stopy grupowe- gdy niewielka odległość między stopami

• f.pierścieniowe- kominy, silosy

• ruszty-przy deformacjach podłoża

4.Czynniki wpływające na -głębokość posadowienia

• głębokość występowania poszczególnych warstw geotechnicznych

• wody gruntowe i przewidywane zmiany ich stanów

• występowanie gruntów pęczniejących, wysadzinowych, zapadowych

• projektowana niweleta powierzchni terenu w sąsiedztwie fundamentów

• poziom posadzek pomieszczeń podziemnych,

• poziom rozmycia dna rzek

• głębokość posadowienia sąsiednich budowli

• umowna głębokość przemarzania gruntu

5.Wykres osiadania od obciążenia. Zjawiska w gruncie pod krawędziami fundamentu.

• I faza- osiadanie proporcjonalne do nacisku

• II faza- częściowe uplastycznienie się gruntu pod fundamentem

• III faza- wypieranie gruntu spod fundamentu w miarę zwiększania nacisku

W fundamencie sztywnym, pod jego krawędziami występują nieskończenie wielkie naprężenia nawet przy małych obciążeniach. Powoduje to wypieranie gruntu spod krawędzi do chwili, gdy naprężenia pod krawędzią zmniejszą się do wartości napr. krytycznego. W miarę wzrostu obciążenia ponad napr. krytyczne, obszar uplastycznienia gruntu rośnie i zachodzi pod fundament, co powoduje przyrost osiadania fundamentu.

6. Naszkicować wykres przedstawiający przebieg osiadań w zależności od czasu pod fundamentem posadowionym na gruncie spoistym i niespoistym. Wyjaśnić przyczyny występujących różnic.

Osiadanie fundamentow posadowionych na gruntach spoistych o konsystencji twardoplastycznej i plastycznej rosnie wprost proporcjonalnie do wzrostu obciazenia, przy czym można przyjac, ze w chwil zakonczenia budowy osiadanie wynosi 70% obliczeniaowych osiadan całkowitych

Osiadanie fundamentow posadowionych na gruntach spoistych o konsystencji miękkoplastycznej i na gruntach organicznych w chwili ukończenia budowli wynosi 50% obliczeniowych osiadan.

Czas trwania osiadan warsty gruntowej zalezy od wilgotności, grubości warstw i konsolidacji

W gruntach spoistych proces konsolidacji przebiega znacznie wolniej niż w gruntach niespoistych, a co za tym idzie grunty spoiste osiadaja znacznie wolniej od gruntow spoistych.

7. Sposoby zabezpieczania budowli przed woda gruntowa.

Ochrona czynna polega na trwałym, sztucznym obniżaniu poziomu zwierciadła wody gruntowej za pomocą drenażu poziomego lub , albo obu naraz. Drenaż poziomy można wykonać w postaci:

• rowów otwartych lub zakrytych wypełnionych żwirem lub tłuczniem

• rur ceramicznych, betonowych lub azbestocementowych.

Drenażem pionowym są studnie zupełnie lub niezupełne, z których pompuje się wodę. Wskutek pompowania tworzy się lej depresyjny i obniża się poziom zwierciadła wody gruntowej. Ten sposób jest stosunkowo drogi, gdyż wymaga stałego zużycia energii elektrycznej. Drugi sposób drenażu pionowego polega na samoczynnym odprowadzaniu wódy gruntowej pierwszego horyzontu do warstw przepuszczalnych, zalegających głębiej, pod warstwą utrzymującą pierwszy horyzont wody gruntowej.

Ochrona bierna- polega na wykonaniu:

• osłony wodoszczelnej

• izolacji przeciwwilgociowej.

Osłony wodoszczelne chronią budowlę i fundament na obszarze jej posadowienia przed działaniem wód przepływających i powinny sięgać do stropu warstwy nieprzepuszczalnej, zalegającej w podłożu budowlanym. Wykonuje sie je z gruntów o bardzo małym współczynniku przepuszczalności. Izolacje powinny chronić budynek przed działaniem wód grawitacyjnych i kapilarnych oraz ich agresywnych składników. W budynkach nie podpiwniczonych izolację wykonuje się w jednym poziomie, 30 cm nad terenem. Są to dwie warstwy papy sklejone i przyklejone lepikiem do muru. W każdej warstwie papę łączy się na zakład o szerokości co najmniej 10 cm. W budynkach podpiwniczonych stosuje się dodatkowo izolację poziomą posadzki piwnicy (2 x papa na lepiku) oraz izolację pionową (nałożenie masy asfaltowej na uprzednio wykonaną zaprawę na zewnętrznej części ściany + ścianka na 1/2 cegły). Przy wysokim poziomie gruntowych górną płytę posadzki należy wykonać z żelbetu (bo musi przeciwstawić się wyporowi wody), a izolację z kilku warstw papy lub tkaniny asfaltowej na lepiku (bardziej elastyczne). Przy dużym ciśnieniu wód agresywnych stosuje sie izolacje z folii.

9. Model podłoża Winklera-Zimmermana.

Model w którym podłoże budowlane tworzy zespól sprężyn ustawionych równolegle i pionowo na poziomej płaszczyźnie ograniczającej ośrodek nieodkształcalny. Zakłada się przy tym, że wszystkie sprężyny pracują niezależnie i mają tę samą sprężystą charakterystykę przy obciążaniu i odciążaniu. Zakres stosowalności tego modelu ogranicza się do przypadku, gdy podłożem jest warstwa ściśliwa o nieznacznej miąższości, która spoczywa na praktycznie nie odkształcającej się warstwie podścielającej (np.skale). W praklyce stosuje się do obliczania belek i płyt w przypadku, gdy grubość warstwy ściśliwej nie przekracza połowy szerokości płyty lub belki

10. Rozkład naprężeń pod fundamentem przy obciążeniu osiowym i mimośrodowym. Rozkład Meyerhofa.

11. Naprężenia pierwotne, minimalne, wtórne, dodatkowe, wpływ fundamentów sąsiednich.

12.Zasady obliczania osiadań fundamentów metodą odkształceń jednoosiowych.

- moduł ściśliwości edometrycznej

s - osiadanie pojedynczej warstwy

delta G - przyrost naprężenia

h - grubość warstwy

M. moduł ściśliwości (edometrycznej) danej warstwy

Osiadanie warstwy należy obliczyć ze wzoru:

Gwz - naprężenie wtórne w poziomie środka danej warstwy

hi - grubość danej warstwy

Gdz - naprężenie dodatkowe

Mi - moduł ściśliwości wtórnej

Moi - moduł ściśliwości pierwotnej

- osiadanie pierw. warstwy

- osiadanie wtórne warstwy

Osiadanie fundamentu wyznaczamy jako sumę pionowych odkształceń poszczególnych warstw zalegających w ściśliwym podłożu budowli przy założeniu niemożliwej bocznej rozszerzalności.

CZĘŚĆ II - PARCIE I ODPÓR GRUNTU

1. Parcie czynne, spoczynkowe i odpór gruntu. Wykres odkształcenia od parcia.

3. Klin odłamu w metodzie Coulomba.

• Parcie

wart max siły E_a dla α =45° + 1/2 Ø

Parcie gruntu na pionowy mur powstaje wskutek poślizgu klina gruntu po płaszczyźnie odłamu. Ciężar klina odłamu jest równoważony przez odpór gruntu R opór ściany E. Wypadkowa odporu gruntu jest nachylona pod kątem tarcia wewn Ø do.

normalnej płaszczyzny odlaniu a wypadkowa odporu ściany E_a jest

prostopadła do powierzchni ściany.

• Odpór

wart. max E_b, dla α =45° - 1/2 Ø

Jeżeli na ściankę działają siły od strony zewnętrznej to w gruncie za ścianką powstaje odpór gruntu i klin odłamu będzie wypierany ku górze.

5. Założenia do obliczeń metodą Lohmayera-Bluma. Schemat obliczeń dla ścianki wspornikowej.

• ścianka jest pionowa

• naziom jest poziomy prosty

• przyjmujemy liniowe wykresy parcia

• pomijamy tarcie między gruntem a ścianką na korzyść bezpieczeństwa

• pomijamy reakcję pod dolnym końcem ściany

• Wykonuje się wykres parć przy powyższych założeniach.

• Parcie czynne obliczamy ze wzoru

(dla spoistych)

• Parcie bierne;

• dla gruntu pod wodą należy uwzględniać ciężar objętościowy gruntu z uwzgl. wyporu wody

• położenie punktu zerowego parć poniżej dna wykopu w jednorodnym gruncie oblicza się ze wzoru :

[m]

pw- parcie wypadkowe na poziomie dna wykopu

• wykres parć dzieli się na paski i każdy z nich zastępuje się siłą skupioną, wykreśla się wielobok sił i wielobok sznurowy

• z punktu przecięcia pierwszego promienia wieloboku sznurowego z poziomem podpory prowadzi się zamykającą stycznie do wieloboku sznurowego w dolnej jego części. Mmax i H odczytuje się z rysunku .

• Głębokość zabicia ścianki oblicza się jako:

h_z = u + 1,2

t₀ ito - odległość od punktu zerowego parć do spodu paska w obrębie którego znajduje się punkt styczności zamykającej z wielobokiem sznurowym

• Na podstawie M oblicza się W_x i dobiera profil ścianki

6.Wymiarowanie zakotwienia płytkiego. Obszar bezpiecznego zakotwienia.

Płyta kotwiąca obliczana jest przy następujących założeniach:

• płyta jest pionowa i usytuowana nie bliżej ścianki szczelnej niż L (rys)

• zagłębienie górnej krawędzi płyty kotwiącej spełnia warunek D/h < 5

• wykres parć i odporów wykonuje się tak jakby płyta była ciągła i sięgała do powierzchni terenu

• w obliczeniach parć uwzględnia się obciążenie naziomu, w obliczeniach odporów pomija się je

• wypadkowy wykres parć oblicza się jako różnicę zredukowanych odporów (podzielonych przez 1,6-2,0 w zależności od wymaganego bezpieczeństwa) i parć czynnych działających na płytę

• wyznacza się położenie punktu przyłożenia wypadkowej parć i zredukowanych odporów działających na płytę

• przez ten punkt prowadzi się ściąg (wynika z tego w ogólnym przypadku nachylenie a ściągu w stosunku do poziomu

• zdolność kotwiąca płyty (iloczyn wypadkowej parć i odporów liczonych na 1 m szerokości płyty) musi być nie mniejsza niż Ra

10.Zalety i wady ścianek szczelnych wykonanych z różnych materiałów

Drewniane:

• łatwość obróbki

• duża szczelność (drewno szybko pęcznieje)

• lekkie

• materiał mało ekologiczny (duże zużycie),

• trudności przy wbijaniu,

• jednorazowe użycie, butwienie i gnicie od wody gruntowej

Stalowe:

• można wielokrotnie używać,

• szczelne (szczelność zależy od zamka),

• zamki ;

• mają luz (można wykonywać łuki),

• są specjalne profile do wykonywania kątów prostych,

• łatwy transport,

• łatwo wbić,

• mają różne kształty (profile korytkowe, zetowe, skrzynkowe),

• należy uważać na skład chemiczny wody (korozja)

Żelbetowe:

• stosowane jako stałe konstrukcje (jednorazowe),

• długość do 20m, ciężar <6t,

• duża masa,

• trudny transport, montaż,

• wbijanie,

• można stosować w wodzie morskiej (wytrzymałe na agresję chemiczną),

• przenoszą duże obciążenia pionowe(nadbrzeża),

• duża wytrzymałość i trwałość

11. Zastosowanie ścianek szczelinowych. Technologia wykonania.

Zastosowanie:

• element mający stanowić przegrodę przeciwwodną

• konstrukcja oporowa

• fundament

Technologia wykonywania:

• wykonanie ścianek kierujących

• głębienie odcinków szczeliny chwytakiem z równoczesnym dostarczaniem cieczy tiksotropowej

• włożenie zbrojenia samonośnego

• wprowadzanie m.b. (rura musi być zanurzona w m.b.) z jednoczesnym odpompowaniem cieczy tiksotropowej

12. Technologia betonowania podwodnego metoda CONTRACTOR

Jest to metoda podawania m.b. pod wodę przez rurę. Podstawową zasadą jest takie podawanie mieszanki, aby nie nastąpiło przerwanie ciągłości jej wypływania z rury i wymieszania z zawiesiną. Zależnie od długości betonowanego odcinka stosuje się jedną lub więcej rur. W miarę betonowania rurę podciąga się tak, aby jej spód był dostatecznie zagłębiony w betonie. Stosuje się obracanie rury w płaszczyźnie poziomej, aby powodować lepsze rozpływanie się m.b. oraz aby zapobiec przywieraniu i tężeniu betonu wokół rury. Używa się rur średnicy 150-200 mm, w odcinkach 1-4 m. stosuje się m.b. z większą ilością cementu niż jest to wymagane do osiągnięcia przez beton odpowiedniej wytrzymałości. Nie należy stosować kruszywa o zbyt dużych ziarnach, aby nie spowodować zatkania się rury. Zawiesina nie może mieć zbyt dużej lepkości ani zbytnich zanieczyszczeń piaskiem. Na dnie wykopu szczelinowego nie mogą zalegać osady wytrącone z zawiesiny ( bo gotowy odcinek może wykazywać większe osiadanie i odkształcenia) więc bezpośrednio przed betonowaniem należy oczyścić dno wykopu (np. sprężonym powietrzem).

13.Zasady wykorzystania wykopów w gruntach spoistych i niespoistych (nachylenie ścian wykopów w zależności od rodzaju gruntu i głębokości wykopu, składowanie urobku, postępowanie w przypadku przemarznięcia lub rozluźnienia gruntu w dnie wykopu, podstawowe zasady BHP)

• zalecane nachylenie skarp dla tymczasowych wykopów fundamentalnych

lp	Rodzaj gruntu	Głębokość wykopu	Naziom bez obciążeń	Naziom obciążony
1	Grunty niespoiste (piaski, żwiry, otoczaki)	<3 3-5 >5	1:0,75 1:1 1:1,5	1:1
2	Grunty spoiste - gliny	<3 3-5 >5	1:0,33 1:0,67 1:0,76	1:0,5

Jeżeli zostawia się wykop na zimę to grubość zostawionej warstwy:

Względy ekonomiczne przemawiają za tym, by grunt uzyskany z wykopów w całości wbudowany w jak najbardziej położone nasypowo partie korpusu drogi. Podział gruntów ze względu na kwalifikacje do nasypów:

- grunty grupy a - nie nadające się do nasypów (iły o granicy płynności > 65%, gr. niezagęszczalne, gr. organiczne

- grunty grupy b (mało przydatne grunty spoiste)

- grunty grupy c - dobre (wszystkie grunty spoiste o wilgotności bliskiej Wopt)

- grunty grupy d - bardzo dobre (piaski, pospółki i żwiry)

14. Sposoby zabezpieczania wykopów wąsko- i szerokoprzestrzennych.

1 i 2-,bale poziome i pionowe grubości 50-63 mm, 3- słupek do oparcia zastrzału, 4- podpórka

1 - rozpora

1. słup14. Sposoby zabezpieczania ścian wykopów wąsko- i szerokoprzestrzennych.

2.słupek kotwiący

CZĘŚĆ III - PALE

1. Podział pali:

Materiał:

• drewniane (mały ciężar, łatwość obróbki, duża odporność ale tylko w warunkach stałego zanurzenia poniżej zwierciadła wody, konieczność okucia przy wbijaniu w grunty kamieniste, łatwo uszkadzają się przy wbijaniu, drewno jest drogie, ma małą wytrzymałość)

• stalowe (deficytowość materiału, zróżnicowane przekroje, mają dużą wytrzymałość na zginanie, ściskanie, rozciąganie najkorzystniejszy stosunek wytrzymałości do ciężaru własnego i najlepsza odporność na obciążenia udarowe przy wbijaniu, łatwo je skracać i przedłużać, nieodporne na korozję)

• kombinowane (stosowane gdy najkorzystniejszym zabiegiem jest nadsztukowanie pala, stosunkowo mały koszt, duża odporność na korozję, ograniczona nośność, osłabienie odcinków w złączach, w których pal narażony jest na uszkodzenie przy wbijaniu, mogą być stalowo-żelbetowe, drewniano-żelbetowe )

• żelbetowe (wysokie wymagania stawiane betonom, konieczność dojrzewania betonu, mogą być wprowadzane w grunt każdym sposobem, duża wytrzymałość i stosunkowo niewielki koszt)

• betonowe (tylko formowane w gruncie, długi czas i kłopotliwe wykonanie, duża wytrzymałość)

Sposób pracy w gruncie:

• pale zagłębione w warstwie nośnej (obciążenie przenosi pobocznica pala)

• podparte (obc. przenosi tylko podstawa pala, która opiera się na gruncie nośnym)

• zawieszone (obc. przenosi tylko pobocznica pala)

Technologia wprowadzania w grunt:

• wbijane (kafarami lub młotami pneumatycznymi)

• wpłukiwane (za pomocą prądu wody rozluźnia się grunt w otoczeniu wbijanego pala tak, że zagłębia się pod wpływem własnego ciężaru lub lekkiego pobijania)

• wkręcane (przez obrót wokół osi pionowej z zastosowaniem palownic ze stołem wiertniczym)

• wwibrowywanie (na skutek drgań przekazywanych przez wibrator zmniejsza się opór gruntu i pal zagłębia się pod ciężarem własnym i wibratora umieszczonego na nim)

• wykonywanie w gruncie (z zagęszczeniem lub bez zagęszczenia gruntu, rura

obsadowa wbijana, wciskana, wwibrowywana lub wwiercana)

2. Technologia wykonania pali :

Franki:

wykonywane są w rurze odpadowej, którą wprowadza się w grunt przez wbijanie tzw."korka betonowego" uformowanego u spodu rury. Proces: na powierzchni gruntu ustawia się pionowo rurę średnicy D=406-508 mm, na dno wsypuje się pierwszą porcję m.b. o malej zawartości wody o wysokości 2-3 D Wzbija się. W trakcie ubijania należy dosypywać m.b. w takiej ilości aby korek sięgał co najmniej na wysokość = D ponad dolną krawędź rury. Po zakończeniu pogrążania się rury liny luźno połączone z jej uchwytami napina się tak aby rura nie zagłębiała się i rozpoczyna się wybijanie korka betonowego. Należy stale podawać m.b. aby nie wytworzyła się przerwa i do rury nie dostała się woda gruntowa. Z chwilą gdy młot zaczyna sprężyście odbijać się od korka można rozpocząć formowanie trzonu pala. Do rury wsypuje się porcjami m.b. do wysokości około 2D i ubija się bijakiem, stopniowo podnosząc rurę. Po wykonaniu stopy pala do rury obsadowej wkłada się zbrojenie (6 prętów Ø 16 i uzwojenie Ø 6 co 15 cm). Nośność pali Franki - 900-1200 kN.

Wolfsholza

po wywierceniu otworu przy użyciu rur obsadowych 300-500 mm umieszcza się w rurze zbrojenie na całą długość pala, a następnie rurę zamyka się od góry szczelną pokrywą i wprowadza do niej sprężone powietrze pod małym ciśnieniem w celu wyparcia wody gruntowej. Następnie pod nieco większym ciśnieniem dostarcza się m.b. do wysokości 4-5 D i wpuszcza się sprężone powietrze pod wysokim ciśnieniem, którego zadaniem jest konsolidacja i zagęszczenie betonu. Zagęszczanie uważa się za zakończone gdy wskutek nadciśnienia następuje wpieranie rury ku górze. Gdy rura podniesie się nieco doprowadza się kolejną porcję m.b. powtarzając wymienione czynności formuje się cały pal.

Pale wielkowymiarowe- pale wykonywane w gruncie o średnicach > 1 m.

Benoto-:

wykonuje się je za pomocą specjalnego zestawu wiertniczego, który pozwala na wiercenie otworu, usunięcie urobku i zagłębienie rury obsadowej. Do usuwania urobku z otworu wiertniczego służy chwytak szczękowy, który mając rozwarte szczęki kruszy grunt 1 następnie, po zwarciu szczęk usuwa materiał z rury obsadowej. Rura zagłębia się pod własnym ciężarem oraz na skutek działania dwóch podnośników hydraulicznych, które nadają rurze ruch obrotowy w trakcie jej zagłębiania i podnoszenia. Po wykonaniu otworu zapełnia się go betonem i zbrojeniem, jeżeli wymaga tego rodzaj pracy pala. W miarę postępu w betonowaniu rurę podnosi się ruchem obrotowym, co powoduje zagęszczanie betonu. Zestaw wiertniczy Benoto ma specjalne urządzenia mechaniczne pozwalające na poszerzenie średnicy stopy pala do 1,5-2,0 m co pozwala osiągnąć nośność do 30 MN.

Salzgitter:

wykonywane za pomocą wiertnicy. W przypadku, gdy roboty prowadzi się na wodzie otwartej wierci się pod osłoną rury lub bez tej osłony, i wtedy dla utrzymania ścian gruntów sypkich przesyconych wodą gruntową trzeba wypełnić drążony otwór wodą na wysokość co najmniej 3 m powyżej zwierciadła wody gruntowej z ewentualnym nadbudowaniem otworu rurą. Dodanie do wody zawiesiny iłowej powiększa stateczność ścian otworu. Najwydatniejszą metodą wiercenia jest tzw. metoda ssąca, która polega na urabianiu gruntu przez obrót specjalnych świdrów osadzonych na dolnym końcu rury ssącej zasysającej tzw. pulpę (rozkruszony urobek zmieszany z wodą wypełniającą otwór). Pulpa jest zasysana przez pompę. Metodą tą wykonuje się pale do 60 m długości i o średnicy do 1,5 m.

Poszerzenia stóp pali:

• stosowanie specjalnych elementów stalowych (rys)

• za pośrednictwem ładunków wybuchowych

• przez zastrzyki wzmacniające (wprowadzenie pod ciśnieniem w pory gruntu spoiwa, które potem pod wpływem zachodzących w nim procesów chemicznych twardnieje łącząc ze sobą cząsteczki gruntu. Do tych celów stosuje się zaprawę, zaczyn cementowy lub spoiwo cem-iłowe albo spoiwo chemiczne jak związki krzemowe lub żywice organiczne).

4. Wyznaczenie nośności stopy pala

N_t=Np+N_S=S_pq^®A_p+ΣS_Sit_i^®A_si gdzie:

Np- opór podstawy pala[kN]

N_s- opór pobocznicy pala wciskanego[kN]

q^®- jednostkowa, obliczeniowa wytrzymałość gruntu pod podstawą pala

t_i^®- jednostkowa, obliczeniowa wytrzymałość gruntu wzdłuż pobocznicy pala, w obrębie warstwy

S_p,S_si- współczyniki technologiczne

A_p- pole przekroju poprzecznego podstawy pala[m²]

A_si- pole pobocznicy pala zagłębionego w gruncie w obrębie warstwy i [m²]

q^®=γ_m*q gdzie: γ_m- współczynik materiałowy gruntu γ_m=<0,9, q- wytrzymałość graniczna

W gruntach niespoistych, średnio zagęszczonych i zagęszczonych, przy średnicy podstawy D_i>D_o=0,4m głębokość krytyczną należy wyznaczyć

t^®=γ_m*t gdzie: γ_m- współczynik materiałowy, t- wytrzymałość graniczna, t^®-wytrz. obliczeniowa

5. Nośność pali. Strefy naprężeń

• w gruntach jednorodnych- granice strefy naprężeń powstających w gruncie dokoła każdego pala są wyznaczane powierzchnią kołowego stożka ściętego, którego podstawa leży w płaszczyźnie poziomej przechodzącej przez dolny koniec pala a tworząca jest nachylona doosi pala pod kątem a zależnym od rodzaju gruntu.

R=D/2+htg(alfa)

• grunty uwarstwione- tworząca stożka jest linią łamaną. Tworzącą należy prowadzić do stropu najwyższej warstwy przenoszącej obciążenie pala. =D/2+SUMA hj tg(alfa i)

• przy palach wyciąganych- R=0,lh+D/2

mi- wsp. redukcyjny przyjmowany na podstawie r/R z tabel

q^r -jednostkowa obliczeniowa wytrzymałość gruntu pod podstawą

pala

t^r -jednostkowa obliczeniowa wytrzymałość gruntu wzdłuż

pobocznicy pala w obrębie warstwy „i

S_s, S_p , S^w - wsp. technologiczne

Ap - pole przekroju trzonu pala

Asi - pole pobocznicy pala w warstwie i

• dla gruntów spoistych - gdy strefy naprężeń nie zachodzą na siebie w poziomie podstaw pali to nośność grupy pali = sumie nośności pali pojedynczych Jeżeli zachodzą- to do obliczeń wprowadza się wsp. redukcyjny mi

• dla gruntów niespoistych - nośność pali w grupie = sumie nośności pali pojedynczych gdy rozstaw między nimi r>4D. Gdy 3D<r<4D można tak obliczoną nośność grupy pali zwiększyć o 15%, gdy r<3D można zwiększyć o 30%

7. Czynniki wpływające na nośność pobocznicy pala.

Na nośność pala Q składa się opór podstawy pala i opór na jego pobocznicy-nazywany również tarciem na pobocznicy Qs. Obciążenie przypadające na jeden pal jest przejmowane przez grunt znajdujący się poniżej ostrza pala i przez grunt otaczający jego powierzchnię boczną (pobocznicę). Największe obciążenie jakie pal może przenieść =nośności pala.

Q = Qp+Qs

Obliczając opór na pobocznicy należy uwzględnić : rodzaj gruntu sposób zagłębiania pala.

Może ona wywierać znaczny wpływ na stopień zagęszczenia struktury gruntu, naprężenia działające na pal, kąt tarcia wewnętrznego, powierzchnię styku. W wyniku wbijania pali wytrzymałość wskutek naruszenia struktury i zwiększeniu ciśnienia w porach, jednak odzyskuje ona swoją wartość częściowo lub całkowicie po zaniknięciu nadciśnienia w porach i konsolidacji gruntu. Ponieważ naprężenia poziome po wbiciu pala są większe niż przed wbiciem i ponieważ pionowa konsolidacja powoduje zmniejszenie wskaźnika porowatości, to wytrzymałość po zakończeniu konsolidacji moż2 być większa niż przed wbiciem pala. W przypadku pali wierconych utrata wytrzymałości w skutek naruszenia struktury byłaby mniejsza, lecz jednocześnie poziome naprężenia efektywne występujące po zakończeniu konsolidacji byłyby także mniejsze. Jeśli grunt otaczający pobocznicę pala przemieszcza się ku dołowi względem pala, to opór na pobocznicy, skierowany na tym odcinku działa również ku dołowi. Opór na pobocznicy skierowany ku dołowi nazywamy tarciem ujemnym i przy projektowaniu należy go uwzględnić jako dodatkowe obciążenie pala. Wartość oporu gruntu wzdłuż pobocznicy zależy nie tylko od przemieszczeń poziomych, lecz t od wartości poziomych naprężeń normalnych. Wartość poziomych naprężeń normalnych jest związana również z zagłębieniem pala poniżej powierzchni terenu-i z ciężarem objętościowym gruntu. Wartość oporu gruntu wzdłuż pobocznicy pali zależy także od rodzaju pali. W przypadku pali stojących o przemieszczeniu pali względem gruntu decydują odkształcenia podłoża pod stopą pala i odkształcenia własne trzonu pala. O nośności pali stojących decyduje opór gruntu pod stopą pala a opór wzdłuż trzonu pala jest znikomo mały, ze względu na małe przemieszczenia pionowe pali. O nośności pali zawieszonych decyduje opór gruntu wzdłuż trzonu pala, nośność pala zależy od poziomych naprężeń normalnych, cech mechanicznych gruntu i stopnia mobilizacji oporu ścinania zależnego od przemieszczenia pala. O nośności zaś pali normalnych decyduje opór gruntu pod stopą pala jak i wzdłuż pobocznicy pala. W przypadku wbijania pali w grunt niespoisty występuje znaczne jego zagęszczenie co powoduje zwiększenie kąta tarcia wewnętrznego. Ze względu na znaczną przepuszczalność piasków naprężenia w gruncie i opór tarcia zwiększą się jednocześnie z procesem wbijania.

Stan naprężeń poziomych i opór gruntu wzdłuż pobocznicy mobilizuje się" w miarę przemieszczania pala w dół. Opory gruntu wzdłuż pobocznicy są przekazywane na grunt obok pala. Wytrzymałość gruntu wzdłuż pobocznicy, wyznacza się na podstawie, wytrzymałości granicznej przyjmowanej na podstawie zależności od stopnia jego zagęszczenia Id lub stopnia plastyczności Il. Przy obliczaniu wytrzymałości obliczeniowej t, należy stosować współczynnik materiałowy gruntu m<0.9 .

8. Fundamenty na studniach (technologia opuszczania studni, sposoby zmniejszania tarcia, zasady obliczeń).

Fundamentowanie na studniach polega na zapuszczeniu w grunt studni murowanych, betonowych lub żelbetowych od dołu i od góry otwartych, wykonywanych stopniowo w miarę ich zapuszczania. Studnie te, po doprowadzeniu ich do właściwego poziomu i po wypełnieniu betonem lub innym materiałem budowlanym, stanowią podstawę budowli, przenoszącą jej ciężar na głębiej leżące, wytrzymałe warstwy gruntu. W czasie zapuszczania studni się z jej obrębu grunt: *na sucho (jeżeli grunt nie jest przesycony wodą gruntową lub jeżeli można usunąć wodę albo sztucznie obniżyć jej zwierciadło) *przez bagrowanie (pogłębianie, najczęściej mechaniczne, jeżeli grunt zawiera wodę lub jest pokryty wodą, której nie można usunąć). Wskutek wydobywania gruntu studnia osiada zagłębiając się stopniowo pod wpływem własnego ciężaru lub specjalnie nakładanych na nią obciążeń W miarę zagłębiania się studni w gruncie nadbudowuje się ją stopniowo wyciągając w górę deskowania do betonu, nadmurowując warstwę cegieł lub nakładając .następne składowe elementy składowe (w zależności od rodzaju materiału). Gdy studnia osiągnie projektowany poziom wnętrze wypełnia się odpowiednim materiałem budowlanym. Jeżeli w studni znajduje się woda należy dolną warstwę wypełnienia wykonać jako korek odcinający jej wnętrze od wody gruntowej, a kiedy dno stwardnieje można wypompować wodę z wnętrza studni i wypełnić ją. Sposoby zmniejszania tarcia: • nadanie w przekroju pionowym nachylenia powierzchni ścian zewnętrznych l:20-l:50,zależnie od głębokości studni. Odchylenie ściany od pionu może wynosić 10-20 cm • przy pracy w piaskach nawodnionych można z lekka obniżyć poziom wody w studni, powstanie wtedy ruch filtracyjny wody pod nożem, ciśnienie spływowe wyniesie nieco piasku spod noża i studnia się opuści •wprowadzenie do ścian studni rur z wylotami na zewnętrzną stronę ścian i wpuszczenie przez te rury wody lub pary pod ciśnieniem albo sprężonego powietrza co doprowadzi do rozluźnienia gruntu i zmniejszenia bocznego oporu .

9. Wielopiętrowe odwodnienie za pomocą igłofiltrów lub studni pionowych.

Tok postępowania :

• wykonanie wykopu do poziomu zwierciadła wody gruntowej ( którego szerokość zależy od instalacji pompującej) i wykonanie skarp wykopu (zazwyczaj nie umacnia się skarp)

• wykonanie pierwszego rzędu studzien metodami wiertniczymi i ustawie pomp (stosuje się jedną pompę odśrodkową na 8-10 studzien)

• wywołanie depresji pierwszym rzędem studzien

• wykonanie wykopu na sucho i założenie w razie potrzeby następnego rzędu studzien i pomp.

Za pomocą jednego pierścienia studzien można obniżyć zwierciadło wody gruntowej w środku wykopu o 3-5 m. Prędkość dopływu wody do studni nie może przekraczać 1,5 m/s , a średnica studni nie powinna być mniejsza niż 200 mm.

---