SPIS TREŚCI:

1. OPIS TECHNICZNY str. 2

2. OBLICZENIA STATYCZNE: str. 5

1. Przyjęcie konstrukcji i wymiarów ściany oporowej str. 5

2. Zebranie obciążeń działających na ścianę oporową: str. 6

   1. Obciążenia pionowe str. 6

   2. Obciążenia poziome (parcie gruntu pośrednie) str. 6

   3. Sprowadzenie obciążeń do poziomu podstawy fundamentu i przyjęcie kombinacji obciążeń według EC7 str. 6

1. OBLICZENIA DO WARIANTU I – POSADOWIENIE BEZPOŚREDNIE ŚCIANY str. 7

1. Sprawdzenie mimośrodu wypadkowej obciążeń w podstawie fundamentu i obliczenie nacisków na grunt str. 7

2. Sprawdzenie warunków stanów granicznych nośności (SGN-GEO) wg EC7: str.8

   1. Sprawdzenie nośności pionowej podłoża gruntowego dla warunków

z odpływem str. 8

1. Sprawdzenie nośności poziomej podłoża gruntowego

(opór na przesunięcie) str. 11

1. Sprawdzenie stateczności ogólnej uskoku naziomu podpartego ścianą oporową (np. metodą Felleniusa) str. 12

1. Obliczenia przemieszczeń ściany oporowej i sprawdzenie warunków stanów granicznych użytkowalności (SGU): str. 14

   1. Obliczenie osiadań i przechyłki ściany str. 14

   2. Obliczenie przesunięcia poziomego ściany str. 15

1. OBLICZENIA DO WARIANTU II – POSADOWIENIE ŚCIANY NA PALACH str. 16

1. Przyjęcie układu pali str. 16

2. Obliczenia statyczne fundamentu palowego (wyznaczenie sił w palach) str. 18

3. Obliczenia nośności pali w gruncie według EC7 (metoda β) oraz dobranie długości i średnic pali str. 21

4. Obliczenia osiadania pala pojedynczego – pionowego str. 22

1. RYSUNKI:

1. Rys.1 Przekrój poprzeczny ściany oporowej posadowionej bezpośrednio (wariant I).

2. Rys.2 Przekrój poprzeczny ściany oporowej posadowionej na palach z planem palowania pojedynczej sekcji dylatacyjnej (wariant II).

3. Szczegóły (m. in. odwodnienie ściany, szczegół dylatacji, szczegół połączenia pali z fundamentem ściany).

1. OPIS TECHNICZNY:

1. Podstawa opracowania:

Projekt został wykonany na potrzeby przedmiotu „Fundamentowanie” w celu ćwiczenia i sprawdzenia umiejętności z zakresu projektowania ścian oporowych. Temat został wydany przez Katedrę Geotechniki, Geologii i Budownictwa Morskiego.

1. Przedmiot i zakres opracowania

Przedmiotem opracowania jest ściana oporowa masywna typu A – 5. W projekcie uwzględniono dwa typy posadowienia :

- bezpośrednie;

- na palach.

Pierwszy wariant zakłada sprawdzenie: obciążeń, mimośrodów, nośności podłoża oraz sprawdzenie stateczności i osiadań.

Drugi wariant przedstawia: układ pali, siły i nośność pali oraz osiadanie ściany.

Zaprojektowana ściana oporowa będzie służyć do zabezpieczenia tarasu widokowego o długości 42m znajdującego się w Sierakowicach (woj. Pomorskie) na terenie kompleksu wypoczynkowego „Żurawi Krzyk”.

Zleceniodawca: Katedra Geotechniki, Geologii i Budownictwa Morskiego Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej.

Główny inwestor: Jan Skrętobrzuszny.

1. Wykorzystane materiały (literatura, normy oraz opracowania):

1. Dr inż. Adam Krasiński „Wybrane zagadnienia projektowania ścian oporowych według Eurokodu 7”;

2. PN-81/B-03020 Grunty budowlane, Posadowienie bezpośrednie budowli, Obliczenia statyczne i projektowanie;

3. PN-83/B-03010 - Ściany oporowe, Obliczenia statyczne i projektowanie;

4. PN-83/B-02482 - Nośność pali i fundamentów palowych;

5. PN-EN 1997-1 Eurokod 7, Projektowanie geotechniczne ;

6. VI SEMINARIUM „Fundamenty palowe” Warszawa, 22 kwietnia 2009;

7. Zenon Wiłun „Zarys geotechniki”.

1. Warunki gruntowe:

1. morfologiczno – geotechniczne:

Obiekt znajduje się na terenie płaskim o małych różnicach wysokości względnej, teren zalesiony, w okolicy występuje jezioro. Brak aktywności sejsmicznynej. Głębokość przemarzania gruntu wg. PN-81/B-03020 wynosi 1 m p.p.t

2. szczegółowe warunki geotechniczne:

Dane gruntu nasypowego (piasek średni):

I_d=0,48

γ=18,2 kN/m3

Φ=35^o

c’=0

M_o=62,0 MPa

Dane żwiru (poduszka gruntowa):

I_d=0,6

γ=18,5 kN/m3

Φ=37,0^o

c’=0

M_o=67,0 MPa

1. warunki wodne:

Zwierciadło wody znajduje się na wysokości -3,7 m p.p.t. i nie podlega zmianom sezonowym. Brak jakichkolwiek ustrojów wodnych w linii budowy. Obecność do najbliższego zbiornika wodnego 100 m.

1. Stan istniejący:

Obecnie w sąsiedztwie budowy znajdują się 3 budynki mieszkalne (w trakcie wykończenia). Plac budowy otoczony lasem, gruntowa droga dojazdowa.

1. Opis konstrukcji:

1. Ogólna koncepcja konstrukcji:

Celem projektowanej ściany jest zabezpieczenie przed osunięciem się naziomu w dół zbocza. Zadaniem konstrukcji jest przejęcie sił parcia wynikające z uskoku naziomu równemu 3,50 [m] i przekazanie reakcji bezpośrednio na grunt. Planowany czas inwestycji to dwa lata. W związku z powyższym, obliczenia przeprowadzono dla warunków z odpływem.

Posadowienie stopy fundamentowej przyjęto na 1,2 [m p.p.t.] Znajduje się on powyżej poziomu zwierciadła wód gruntowych oraz poniżej granicy przemarzania gruntu określonej zgodnie z PN-81/B-03020.

Ściana oporowa niezależnie od wariantu posiada podstawę fundamentową o szerokości 3,30 [m], a jej całkowita wysokość wynosi 4,70 [m]. Szczegółowe wymiarowanie zostało zamieszczone na załączonych rysunkach. W wariancie drugim zaproponowano posadowienie na 3 palach typu Atlas o średnicy 0,4m i przerwie dylatacyjnej co 7,0 [m].

1. Opis zasadniczy elementów konstrukcji:

Ze względu na małą nośność warstwy pyłu ilasto piaszczystego, który znajduje się bezpośrednio pod podstawą stopy fundamentowej należy ją wymienić na zaproponowaną wyżej warstwę żwiru o id= 0,60.

Jako materiał zasypowy używamy piasek drobny o stopniu zgęszczenia I_D = 0,48.

Bezpośrednio pod podstawą fundamentową znajduje się warstwa chudego betonu o grubości 10 [cm].

Konieczne jest wykonanie drenażu i izolacji wodoszczelnej ściany.

Ściana A-2 jest ścianą masywną, przy wymiarowaniu konstrukcji obowiązują odpowiednie zasady:

1. Technologia wykonania i zalecenia wykonawcze

1. Wykonanie wykopu

Dla wariantu posadowienia bezpośredniego ze względu na niewystarczającą nośność gruntu rodzimego należy go wymienić na żwir o I_D = 0,48. Parametry gruntu użyte do obliczeń znajdują się w zestawieniu parametrów geotechnicznych. Ścianę posadowić na głębokości 1,2m. W wykopie należy uprzednio wykonać warstwę podkładową chudego betonu B-10 o grubości 0,1m.

1. Wykonanie drenażu

Ścianę oporową od strony gruntu należy odwodnić poprzez wykonanie drenażu z rury drenarskiej Φ 150 mm ułożonej przy ławie fundamentowej. Dreny ułożyć ze spadkiem 1% oraz zasypać warstwą żwiru i przykryć geowłókniną. Zakończenie sprowadzić do studzienki zbiorczej kanalizacyjnej. Szczegół drenażu został ukazany na rysunku 3.

Zaczynamy od ułożenia w wykopie na warstwie chudego betonu prętów zbrojeniowych. Pręty zbrojeniowe kładziemy na podkładkach z tworzywa sztucznego (ok.4 cm), zapewniających odpowiednią grubość otulenia zbrojenia. Następnie wykonujemy deskowanie. Betonowanie płyty wykonujemy etapami: szalunek wykonujemy do wysokości 1 [m], zalewamy betonem B20 warstwowo i jednocześnie wibrując. Czynności te powtarzamy, aż do wykonania płyty na żądaną wysokość. Następnie szalujemy ścianę pionową muru oporowego i betonujemy jak wyżej.

1. Izolacja ścian muru oporowego

Izolację położyć w miejscu styku ściany z gruntem na całej powierzchni ściany. Wykonać za pomocą trzykrotnej warstwy lepiku asfaltowego. Na częściach poziomych ułożyć na zagruntowanym podłożu dwie warstwy papy. Sekcje dylatacyjne należy wypełnić masą trwale plastyczną (np.Olkit).

1. Materiał zasypowy

Jako materiał zasypowy należy użyć piaseku i o stopniu zgęszczenia I_D =0,48. Piasek układać warstwowo, zagęszczając każdą warstwę udarowo miejscowo wykorzystując do tego ubijarki ręczne i małe płyty na lekkim sprzęcie mechanicznym.

1. Technologia wykonania ściany oporowej

Do wykonania ściany należy użyć beton typu B-20 lub wyższej klasy.

1. Pale

Należy zastosować trzy pale wkręcane rodzaju Atlas o średnicy 400 mm. Długość pali wynosi 7,0 m każdy. Pale Atlas wkręcać w grunt przy pomocy odpowiedniej maszyny.

1. Opis obliczeń statycznych i metod wymiarowania konstrukcji:

• Dla wariantu pierwszego (ściana posadowiona bezpośrednio) grunt sprawdza się ze względu na:

-Stateczność na obrót (równowaga momentów)

-Stateczność na przesuw (równowaga sił poziomych)

-Nośność pionowa podłoża gruntowego (równowaga sił pionowych)

-Stateczność ogólna uskoku naziomu metodą Felleniusa

-Osiadania

-Przechylenie ściany

-Przemieszczenia poziome

Po dokonaniu wszystkich obliczeń wg normy EC7 przyjęto wymiary konstrukcji.

• W przypadku wariantu drugiego – posadowienie na palach grunt sprawdza się ze względu

na:

-Nośność pali metodą β

-Osiadania pala pojedynczego.

Po wykonaniu wszystkich obliczeń wg normy EC7 przyjęto wymiary pali.

1. OBLICZENIA STATYCZNE:

1. Przyjęcie konstrukcji i wymiarów ściany oporowej.

Zaprojektowano ściankę klasy A-5, z betonu o ciężarze ϒ=24 kN/m² uwzględniając zadane wartości:

Wysokość uskoku, Hn [m]	3,50
Rodzaj ściany	A-5
Obciążenie, p [kN/m^2 ]	20,00
Rodzaj pali (wariant II)	Atlas

1. Zebranie obciążeń działających na ścianę oporową:

1. Obciążenia pionowe:

Obciążenie	Wartości charakterystyczne Vk [kN]
Q1	71,28
Q2	22,32
Q3	63,84
Q4	9,12
Q_z	24,00
G1	41,50
G2	16,93
G3	7,64
SUMA	256,63

1. Obciążenia poziome (parcie gruntu pośrednie):

Obciążenie	Wartości charakterystyczne Hk [kN]
E1	38,94
E2	83,27
SUMA	122,21

1. Sprowadzenie obciążeń do poziomu podstawy fundamentu i przyjęcie kombinacji obciążeń wg EC7:

Zestawienie obciążeń pionowych na 1mb ściany:

Obciążenie	Wartości charakterystyczne Vk [kN]	r0 [m]	Mo(Vk) [kNm]	ϒF, max	Vd, max [kN]	Mo (Vd,max) [kNm]
Q1	71,28	0,00	0,00	1,35	96,23	0,00
Q2	22,32	0,65	14,51	1,35	30,13	19,59
Q3	63,84	0,10	6,38	1,35	86,18	8,62
Q4	9,12	-0,32	-2,89	1,35	12,31	-3,90
Q_z	24,00	1,05	25,20	1,50	36,00	37,80
G1	41,50	1,35	56,02	1,35	56,02	75,63
G2	16,93	0,85	14,39	1,35	22,85	19,42
G3	7,64	0,75	5,73	1,35	10,32	7,74
SUMA	256,63	-	119,34	-	350,05	164,89

Zestawienie obciążeń poziomych na 1mb ściany:

Obciążenie	Wartości charakterystyczne Hk [kN]	r0 [m]	ϒF,A	Mo(Hk) [kNm]	Hd,A [kN]	Mo(Hd,A) [kNm]
E1	38,94	-2,35	1,5	115,248	58,41	-137,26
E2	83,27	-1,57	1,35	169,08479	112,42	-176,12
SUMA	122,21	-	-	284,33279	170,82	-313,38

Wyznaczenie wartości współczynnika parcia pośredniego K1:
Ka=tg^2(45-0,5*fi)=0,27
K0=0,56
Is=0,845+0,188 *Id=0,93 Id=0,48
K1=(Ka+K0)/2=0,41 - bardziej niekorzystne
K1=(2Ka+K0)/3=0,37

e1=p*K1=20*0,48=8,28 kPa
e2=(p+18*H)*K1=(20+18*4,9)*0,48=43,72 kPa

1. Obliczenia do wariantu I - posadowienie bezpośrednie ściany.

1. Sprawdzenie mimośrodu wypadkowej obciążeń na podstawie fundamentu i obliczenie nacisków na grunt:

B/6 = 3,8/6 = 0,633333333

Kombinacja 1 (Wartości charakterystyczne):

ΣMo=ΣMo(Vk)+ΣMo(Hk) = 179,57437 kNm/mb

ΣVk = 359,202 kN

eB=ΣMo/ΣVk=179,57437/359,202 = 0,499925863

B/6 = 3,8/6 = 0,633333333

eB =< B/6

Kombinacja 2 (Wartości obliczeniowe):

ΣMo2=ΣMo(Vd,max)+ΣMo(Hd,A) = 255,5671995

ΣV2=ΣVd,max = 493,3827

eB2= ΣMo2/ΣV2=255,5671995/493,3827 = 0,517989787

B/6 = 3,8/6 = 0,633333333

eB2 =< B/6

Kombinacja 3

ΣMo3=ΣMo(Vk)+ΣMo(Hd,A) = 296,3780465

ΣV3=ΣVk = 359,202

eBd=ΣMo3/ΣV3=296,3780465/359,202 = 0,825101326

B/4=3,8/4 = 0,95

ed =< B/4

~Obliczenie nacisków na grunt:

q1,2=ΣV/B*[1(+-)6*eB/B]

q1(max)= (359,202/3,8)*[1+6*0,5/3,8]=169,15 kN

q2(min) = (359,202/3,8)*[1-6*0,5/3,8] =19,9 kN

~ Naciski na podłoże gruntowe pod płyta fundamentową ściany posadowionej bezpośrednio:

[kN]

1. Sprawdzenie warunków stanów granicznych nośności (SGN-GEO) według EC7:

   1. Sprawdzenie nośności pionowej podłoża gruntowego dla warunków z odpływem.

Przyjmujemy, że ściana była budowana dłużej niż rok, nie uznajemy warunków bez odpływu.

~ z odpływem:

Korzystano ze wzorów:

Kombinacja 1:

Vk=359,20 kN X1=

Hk=150,77 kN

m=2 X2=

qmin= 22,8

c'= 23 X3=

ф'= 13

ϒ'= 19

B'= 2,8

Nq= 3,26

Nc= 9,81 X1=23*9,81*1*1*0,4= 90,252

Nᵧ= 1,04 X2=22,8*3,26*1*1*0,58= 43,11024

bq=bᵧ= 1 X3=0,5*19*2,8*1,04*1*1*0,45= 39,0222

bc= 1

sq= 1

sᵧ= 1

sc= 1

ic= 0,4

iq= 0,58

iᵧ= 0,45

Rv=A'*(X1+X2+X3)= 2,8*(90,252+43,11024+39,02)= 482,676432

Rv,d=Rv/ϒrv=482,676432/1,4= 344,76888 - nośność projektowa podłoża

ϒrv=1,4

Warunek nośności podłoża gruntowego:

Vk=<Rv,d - warunek nie spełniony 359,2=<344,77

Po wykonaniu obliczeń dla gruntu: pył ilasto-piaszczysty (saclSi) warunek nośności pionowej nie został spełniony.

Grunt wymieniono na całej głębokości warstwy na glinę pylastą (Gp).

Obliczenia w kolejnych kombinacjach wykonywano w taki sam sposób jak dla przypadku powyżej .

~z odpływem:

Kombinacja 1:

Vk=359,20 kN

Hk=150,77 kN

m=2

qmin= 25,2

c'= 30

ф'= 18 X1= 149,454

ϒ'= 21 X2= 66,276

B'= 2,8 X3= 54,1254

Nq= 5,26

Nc= 13,11

Nᵧ= 2,77

bq=bᵧ= 1

bc= 1

sq= 1

sᵧ= 1

sc= 1

ic= 0,38

iq= 0,5

iᵧ= 0,35

Rv=A'*(X1+X2+X3)= 755,59512

Rv,d=Rv/ϒrv= 539,7108 - nośność projektowa podłoża

ϒrv=1,4

Warunek nośności podłoża gruntowego:

Vk=<Rv,d - warunek spełniony 359,2=<539,7

Kombinacja 2:

Vd=493,38 kN

Hd=210,59 kN

m=2

qmin= 25,2

c'= 30

ф'= 18 X1= 145,521

ϒ'= 21 X2= 64,95048

B'= 2,78 X3= 53,73879

Nq= 5,26

Nc= 13,11

Nᵧ= 2,77

bq=bᵧ= 1

bc= 1

sq= 1

sᵧ= 1

sc= 1

ic= 0,37

iq= 0,49

iᵧ= 0,35

Rv=A'*(X1+X2+X3)= 734,5045506

Rv,d=Rv/ϒrv= 524,6461076 - nośność projektowa podłoża

ϒrv=1,4

Warunek nośności podłoża gruntowego:

Vd=<Rv,d - warunek spełniony 493,38=<524,64

Kombinacja 3:

Vk=359,20 kN

Hd=210,59 kN

m=2

qmin= 25,2

c'= 30 X1= 141,588

ф'= 18 X2= 66,276

ϒ'= 21 X3= 41,36727

B'= 2,14

Nq= 5,26

Nc= 13,11

Nᵧ= 2,77

bq=bᵧ= 1

bc= 1

sq= 1

sᵧ= 1

sc= 1

ic= 0,36

iq= 0,5

iᵧ= 0,35

Rv=A'*(X1+X2+X3)= 533,3549178 - nośność projektowa podłoża

Rv,d=Rv/ϒrv= 380,9677984

ϒrv=1,4

Warunek nośności podłoża gruntowego:

Vk=<Rv,d - warunek spełniony 359,20=<380,97

4.2 Sprawdzenie nośności poziomej podłoża gruntowego (opór na przesunięcie):

Opór w warunkach z odpływem:

Rh=Vd*tan(ф')

1) Sprawdzenie dla kombinacji 3- najbardziej niekorzystne warunki:

Vd=359,2 kN Hd=210,59 kN

Rh=359,20*tan(18)= 116,71

2) Sprawdzenie warunku oporu projektowego:

Rh,d=Rh/ϒr,h =116,71/1,1= 106,1

ϒr,h = 1,1

warunek Rh,d>= Hd

106,1 >= 210,59 warunek nie spełniony

3) Warunek nie został spełniony, dlatego wprowadzamy ostrogę:

Ostroga o wymiarach: 0.55m x 0.65m pod kątem do poziomu podstawy α=10 stopni

Kombinacja 3:

Vk=359,20 kN Hd=210,59 kN cos(10^o)=0,98 sin(10^o)=0,17

Rh=Nd*tan(ф')+Ac*c'

Nd=Vd*cosα + Hd*sinα= 359,2*0,98+210,59*0,17= 390,31

Ac= 3,85

c'= 30

tan(ф')=tan(18)= 0,32

Rh= 390,31*0,32+3,85*30= 240,3992

Rh/1,1= 218,5447273

4)Sprawdzenie warunku oporu projektowego:

Rh,d= 218,5447273

warunek: Rh,d >= Hd

218,54 >= 210.59 warunek spełniony

Kombinacja 2:

Vd=493,38 kN Hd=210,59 kN

cos(10^o)=0,98 sin(10^o)=0,17

Rh=Nd*tan(ф')+Ac*c'

Nd=Vd*cosα + Hd*sinα= 493,38*0,98+210,59*0,17= 522,27

Ac= 3,85

c'= 30

tan(ф')=tan(18)= 0,32

Rh= 522,27*0,32+3,85*30= 282,6264

Rh/1,1= 256,9330909

4)Sprawdzenie warunku oporu projektowego:

Rh,d= 256,9330909

warunek: Rh,d >= Hd

256,93 >= 210.59 warunek spełniony

4.3 Sprawdzenie stateczności ogólnej uskoku naziomu podpartego ścianą oporową (metoda Felleniusa):

x'=x*Hn=0,25*3,7= 0,925

y'=y*Hn=0,265*3,7= 0,9805

R= 7,674m

bi=0,1*R= 0,7674

ΣBi= 333,69

ΣTi= 718,73

Mo=ΣBi*R=365,01*7,674= 2560,77

Mu=ΣTi*R= 714,96*7*674= 5515,54

Wartości projektowe:

Mo,d=Mo*1,35= 2801,08674*1,35= 3457,05

Mu,d=Mu/1,1= 5486,60304/1,1= 5014,13

Warunek:

Mo,d =< Mu,d

3457,05=<5014,13 warunek spełniony.

~Obliczenia do dla paska numer 18:

bi= 0,71 – szerokość paska

q= 0 - wpływ obciążenia zewnętrznego

hj= 0,2841 - pole powierzchni paska

ϒj= 20 - ciężar gruntu danego paska

hi=hj* ϒj=0,2841*20 = 5,682

Wi= hi = 5,682 - całkowity ciężar paska

αi= -48 - kat odchylenia środka podstawy paska od pionu

sinαi = -0,74314483

cosαi = 0,66913061

li = bi/ cosαi = 0,71/0,57 = 1,06107835- długość podstawy paska

tgф’ = 0,324919696

Ri = Wi*cosαi*tgф' = 5,682*0,67*0,32 = 1,235344719

Bi = Wi*sinαi = 5,682*(-0,74)= -4,222548898 - siła normalna działająca wzdłuż podstawy paska

c’ = 30 - spoistość gruntu

c’/ cosαi =30/0,67 = 44,8343

c’*li = 30/1,21 = 31,83235

Ti = Ri+c'*li = 1,24+31,83 = 33,06769523 - siła przeciwstawiająca się sile Bi

Suma Ti oraz suma Bi zebrane ze wszystkich pasków służyły do kolejnych obliczeń zamieszczonych powyżej.

W obliczeniach przyjęto 3 rodzaje obciążeń paska:

Obciążenie						ϒj: [kN/m^2]
grunt nasypowy:						18
żelbet
uśredniony ciężar gruntów pod fundamentem:		20

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

   1. Obliczenie osiadań i przechyłki ściany.

Korzsytano ze wzorów:

P1= q1=19,9

P2=q2-q1=169,15-19,9=149,25

Wartości odczytane z tabeli:

s1= 7,790657958 s1, s2< sdop warunek spełniony

s2= 3,354107774

B= 3800 mm

ϕ= 0,001167513 <ϕdop warunek spełniony

H= 4,9 m

f2= ϕ*H=0,0011675*4.9= 0,005720815

~ Obliczenia dla ostatniego wiersza tabeli:

Msa/Csa – rodzaj gruntu

20,5 – ϒi –ciężar gruntu z uwzględnieniem ciężaru wody

3,8 - szerokość podstawy fundamentu

1,8 – wysokość warstwy

0,9 – hi/2=1,8/2

7,1 – głębokość środka danej warstwy [m]

1,87 – stosunek zi/B=7,1/3,8

166,65 – ciężar zalegający na warstwę

33,33 = 0,2*166,65

0,315 – współczynnik wpływu wg normy

0,172 – współczynnik wpływu wg normy

0,285 – współczynnik wpływu wg normy

0,171 – współczynnik wpływu wg normy

0,143 – współczynnik wpływu wg normy

31,9395 – naprężenia w pkt 0 =0,315*19,9+0,172*149,25

31,19325 – naprężenia w pkt 1 = 0,285*19,9+0,171*149,25

27,01425 – naprężenia w pkt 2 = 0,285*19,9+0,143*149,25

120 – moduł ściśliwości gruntu z tabeli

0,479 - osiadanie w pkt 0 [mm]

0,468 - osiadanie w pkt 1 [mm]

0,405 - osiadanie w pkt 2 [mm]

1. Obliczenie przesunięcia poziomego ściany.

Korzystano ze wzorów:

Wartości do obliczeń:

D= 1,20 m

tg(45°+φ/2)= tg(45°+13^o/2)= 1,38

Eo= 13

La=D* tg(45°+φ/2)=1,2*1,38= 1,66

B= 3,8 m

hw=0,4*(B+la)=0,4*(3,8+1,66)= 2,18 m

Hk= 150,77 kN

h1=2/1,2 = 1,67

h2=hw= 2,18

mΓ1=2*hi/B= 2*1,67/3,8= 0,88

mΓ2= 2*hw/B=2*1,15/3,8= 1,15

ν = 0,3

1) (1 + (mΓ1)^2 )=1,77 ln(1 + (mΓ1)^2 )= 0,57 arctag(1/mΓ1)= 0,85

2) (1 + (mΓ2)^2 )=2,32 ln(1 + (mΓ2)^2 )= 0,84 arctag(1/mΓ2)= 0,72

Γ1=(1+0,3)*2/3,14*[(1-0,3)*0,57+0,88*(3-2*0,3)*0,85]= 1,81

Γ2=(1+0,3)*2/3,14*[(1-0,3)*0,84+1,15*(3-2*0,3)*0,72]= 2,13

Σ(Γ2-Γ1)/E0=(2,13-1,81)/13= 0,02

f1=(Hk/2)* Σ(Γ2-Γ1)/E0 = (150,77/2)*0,02 = 1,83

f2= 0,005720815

fdop=0,015*H= 7,35

H= 4,9

f1 + f2=1,83+0,0057= 1,8357

f1 + f2 < fdop warunek spełniony  

1. Obliczenia do wariantu II - posadowienie ściany na palach.

1. Przyjęcie układu pali:

~Sekcja dylatacyjna:

1. Obliczenia statyczne fundamentu palowego (wyznaczenie sił w palach).

   1. Obliczenia statyczne metodą sztywnego oczepu:

Kombinacja nr 2: - Najbardziej niekorzystne warunki
ΣVk=493,4
ΣVd=210,6
Rozwiązanie układu równań:
ΣX=0
ΣY=0 => N1, N2, N3
ΣM=0
ΣX=N2x-N3x-210,6=0
ΣY=N1+N2y+N3y-493,4=0
ΣM2=-N1*2,9+493,4*1,97=0 => N1=335,16 kN
N2x=N2*sinα
N2y=N2*cosα
N3x=N3*sinα
N3=N3*cosα
1) N2sinα-N3sinα-210,6=0
(N2-N3)*sinα=210,6
N2-N3=210,6/0,13
N2-N3=1620 => N2= 1620+N3
2) N1+N2cosα+N3cosα-493,4=0
335,16+(N2+N3)*0,99-493,4=0
podstawiamy N2 z pkt 1)
1603,8+1,98*N3-158,24=0
1,98*N3=-1445,56
N3=730,1 kN
N2= 1620-730,1= 889,9 kN
Otrzymane siły w palach:
N1=335,16kN
N2=889,9 kN
N3=-730,1 kN
Siły w pojedyńczym palu w sekcji:
Si=(Si'*l)/n
Si'- siła w palu
l - długość pojedyńczej sekcji =7,5 m
n- ilośc pali tego samego rodzaju w sekcji = 3
S1=(335,16*6,2)/3=692,66 kN
S2=(889,9*6,2)/3=1839,13 kN
S3=(-730,1*6,2)/3=-1508,87 kN
Wyznaczenie sił w palach metodą graficzną Culmanna:
Kombinacja 2:
N1=335,35 kN
N2=922,47 kN
N3=-762,81 kN
S1=(335,35*6,2)/3=693,06 kN
S2=(922,47*6,2)/3=1906,44 kN S3=(-762,81*6,2)/3=-1576,47 kN

1. Obliczenia nośności pali w gruncie według EC7 - metoda β

Wartości odczytane z tabeli:

Qcałk=2200,545 kN

Warunek:
Smax =< Rc,k
Rc,k= Qcał/1,1=	2000,49537	kN
Smax=	1906,44	kN
Smax=< Rc,k - warunek spełniony 1904,44=< 2000,49
Dobranie długości i średnic pali:
Pal nr 1 (pionowy): L= 7,5 m D=0,5 m
Pal nr 2 : L= 10 m D=0,5 m
Pal nr 3 : L=10 m D=0,5 m
~Obliczenia dla ostatniego wiersza tabeli: Msa/Csa - rodzaj gruntu -8,7 – położenie wartswy [m p.p.m.] 1,5 – wysokość warstwy [m] 0,6 - współczynnik β 150 - tarcie 1,57 – pole pobocznicy 10,5 – ciężar gruntu z uwzględnieniem ciężaru wody [kN/m^3] 70,15 - ϒ*hi = 10,5*1,5= 70,15 93,4125 = pole powierzchni warstwy = (Σϒ*hi)*hi/2= (70,15+54,4)*1,5/2=93,41 87,994575 - nośność pobocznicy= 93,41*0,6*1,57=87,99 2104,5 - nośność podstawy = 70,15*150*0,2=2104,5
Obliczenia osiadania pala pojedynczego - pionowego.
1) Osiadanie pala w gruncie nośnym zalegającym poniżej warstwy torfu spowodowane obciążeniem zastępczym:
s1=(Qn*Iw)/h*Eo	Qn - obciążenie pala działające wzdłuż osi
	Tn - wartość charakterystyczna tarcia negatywnego dla gruntu, który osiada względem trzonu pala
	h - długość pala w gruncie nośnym
Qn=Qn1+Tn	Eo - moduł odkształcenia gruntu wyznaczony na podstawie normy 0-3020
Eo=Eo1*Ss	Ss - współczynnik technologiczny norma 0-2482
Iw=Iok*Rb	Iw - współczynnik wpływu osiadania
Eb=Eo*Sp	Iok - współ. wpływu osiadania norma 0-2482
Ka=(Et*Ra)/Eo	Rb - współ. wpływu warstwy mniej ściśliwej norma 0-2482, zależy od Ka, h/D oraz Eb/Eo
	Eb- moduł odkształcenia gruntu poniżej podstawy pala
	Sp- współ. technologiczny norma 0-2482
	Ka- współczynnik sztywności
	Et - moduł ściśliwości trzonu, beton B-20 = 27*10^6 kPa
	Ra- stosunek powierzchni = pi *d^2/4

Qn1=	693	kN
Tn=	35,33	kN
Qn=693+35,33=	728,33
h=	3,8	m
D=	0,5	m
h/D=3,8/0,5	7,6
Eo1(FSa)=	46
Eo1(Msa/CSa)=	103,5
Ss(Fsa)=	1,6
Ss(Msa/Csa)=	1,6
hi (Fsa)=	2,3	m
hi (Msa/CSa)=	1,5	m
Eo=[(46*1,6*2,3)+(103,5*1,6**1,5)]/3,8=	109,9157895	MPa
Ra=3,14*0,25^2=	0,2
Et=	27000	Mpa
Ka=27000*0,2/109,92=	49,12851944
Sp=	1,8
Eb=109,92*1,8=	186,3	MPa
Eb/Eo=186,3/109,92=	1,694933921
Rb=	0,95	z rys. 12 normy 0-2482
Iok=	2	z rys. 10 normy 0-2482
Iw=2*0,95=	1,9
s1=(Qn*Iw)/h*Eo=(728,33*1,9)/(3,8*109,92)=	0,003313127	m =3,31 mm

2) Przyblizone osiadania pala z warstwą nieodkształcalną:
s2=(Qn*ht*Mr)/(Et*At)

ht=	3,7	m
D=	0,5	m
ht/D=3,7/0,5=	7,4
At=pi*r^2=3,14*0,25^2=	0,2	m^2
Et=	27000	Mpa
Eo(saclSi)=	30	MPa
Eo(Or)=	1	MPa
Ss(saclSi)=	1
Ss(Or)=	1
hi(saclSi)=	0,8	m
hi(Or)=	2,9	m
Eo=[(30*1*0,8)+(1*1*2,9)]/3,7=	7,810810811
Ra=3,14*0,25^2=	0,2
Ka=27000*0,2/7,81=	691,349481
Mr=	0,93
Qn=693+35,33=	728,33	kN
s2=(Qn*ht*Mr)/(Et*At)=(728,33*3,7*0,93)/(27*10^6*0,2)=	0,464108061	mm

3)Osiadanie całkowite :
Scałk= s1+s2
Scałk=3,31+0,464108061=	3,774108061	mm
Scałk<10 mm warunek spełniony