Opis warunków gruntowo wodnych

Górną warstwę gruntu tworzy warstwa mało wilgotnego żwiru, w stanie średnio zagęszczonym (I_D=0,5), o miąższości 1,6m. Niżej zalega warstwa gliny piaszczystej w stanie plastycznym (IL=0,30) o miąższości 3,6 m. Poniżej zalegają twardoplastyczne iły piaszczyste o I_L=0.15.

Grunt	Il/ID	γs^(n)	γ^(n)	Φu^(n)	Ka	Kp
[-]	[-]	[kN/m^3]	[kN/m3]	[ º]	[-]	[-]
Ż	0,60	26,50	17,80	39,50	0,22	4,50
Gp	0,30	26,70	21,40	16,50	0,56	1,79
Ip	0,15	27,00	19,20	11,00	0,68	1,47

$Ka = \text{tg}^{2} \times (45 - \frac{\Phi}{2}$)

$Kp = \text{tg}^{2} \times (45 + \frac{\Phi}{2}$)

Jednostkowe parcie czynne i bierne oblicza się wg wzorów

Parcie czynne $\text{ea}\left( z \right) = q \bullet Ka + \gamma \bullet z \bullet Ka - 2 \bullet c*\sqrt{\text{Ka}}$

Parcie bierne $\text{ep}\left( z \right) = q \bullet Kp + \gamma \bullet z \bullet K + 2 \bullet c*\sqrt{\text{Kp}}$

Gdzie z - głębokość poniżej naziomu

γ-cięzar objętościowy gruntu [kN/m3]

c-spójność gruntu

Obliczenie zwiększonego obciążenia naziomem:

$$q = qn*\frac{1,5}{1,35}$$

$$q = 21*\frac{1,5}{1,35} = 23,33kN/m$$

Schemat postępowania dla paska 3 (warstwa żwirowa)

Pasek znajduje zawiera się pomiędzy 0,64m i 0,96m.

1)Obliczenie obciążenia zastępczego naziomu

$$qz = q + \sum_{1}^{n - 1}\gamma_{i \bullet h_{i}}$$

W przypadku omawianej warstwy qz=q=23,33 kPa

2)Obliczenie parcia ze wzoru dla wierzchu i dla spodu paska

(qz+γ_i • z)•K_a

(23,33+17, 8 • 0, 64m)•0, 22=7,72

(23,33+17,8•0,96m) •0,22=8,991.

3)Obliczenie wpływu sił spójnośći:

$$2 \bullet c*\sqrt{\text{Ka}}$$

(w przypadku omawianego paska nie uwzględnia się ponieważ grunt jest niespoisty)

4)Obliczenie parcia czynnego ze wzoru $\text{ea}\left( z \right) = q \bullet Ka + \gamma \bullet z \bullet Ka - 2 \bullet c*\sqrt{\text{Ka}}$

ea(0,64)=7,72 kPa

ea(0,96)=8,99kPa

5)Obliczenie parcia biernego ze wzoru $\text{ep}\left( z \right) = q \bullet Kp + \gamma \bullet z \bullet K + 2 \bullet c*\sqrt{\text{Kp}}$

( dany pasek należy do warstwy tworzącej ścianę wykopu, dlatego parcie bierne nie występuje)

6) Obliczenie wypadkowej parcia i odporu e(z) = e_p(z) − e_a(z)

e = e_a

7) Zsumowania wartości parcia w górnej i w dolnej części paska (e_i+ e_i + 1)

(e_i+ e_i + 1)=7,72+8,99=16,71kPa

8) Wyliczenie wartości wektora siły parcia

(e_i+ e_i + 1) * h_i/2=16,71*0,32/2=2.67kPa

Analogicznych obliczeń dla pozostałych pasków dokonałem przy pomocy arkusza kalkulacyjnego:

Dla warstwy żwirowej:

Warstwa I Ż
z
[m]
0
0,4
0,8
1,2
1,6

Dla warstwy Gliny Piaszczystej

Warstwa II Gp
z
[m]
1,6
2,2
2,8
3,4
4
4,6
5,2

Dla warstwy Iłów do dna wykopu

Warstwa III Ip
z
[m]
5,2
5,75
6,3
6,85
7,4

Dla warstwy iłów poniżej dna wykopu

Warstwa II- ponizej poziomu wykopu
zp
[m]
0
1
2
3
4
5
6
7
8

Warstwa II ponizej poziomu wykopu
Wektor parcia (w środkach przedziałów)
[-]
P15
P16
P17
P18
P19
P20
P21
P22
P23
P24
P31
P32
P33
P34
P35

Obliczenia statyczne:

a)ścianka zamocowana przegubowo w gruncie

z rysunku odczytano

u=0,41m

x=3,62

t=u+1,2x=0,41+1,2*4,63=4,75m

przyjęto t=4,75m

b) ścianka utwierdzona w gruncie

u=1,03m

Obliczenie sił fikcyjnych do wyznaczenie wykresu ugięć

nr pola	mi	mi+1	mi+mi+1	hi	0,5*hi*(mi+mi+1)
					0
1	0	0,11	0,11	0,2	0,011
2	0,11	0,35	0,46	0,4	0,092
3	0,35	0,64	0,99	0,5	0,2475
4	0,64	0,96	1,6	0,6	0,48
5	0,96	1,23	2,19	0,6	0,657
6	1,23	1,44	2,67	0,6	0,801
7	1,44	1,58	3,02	0,6	0,906
8	1,58	1,62	3,2	0,6	0,96
9	1,62	1,56	3,18	0,575	0,91425
10	1,56	1,39	2,95	0,55	0,81125
11	1,39	1,21	2,6	0,55	0,715
12	1,21	0,9	2,11	0,55	0,58025
13	0,9	0,31	1,21	0,775	0,468875
14	0,31	0	0,31	0,42	0,0651
15	0	0,44	0,44	0,58		0,1276
16	0,44	1,08	1,52	1		0,76
17	1,08	1,52	2,6	1		1,3
18	1,52	1,66	3,18	1		1,59
19	1,66	1,4	3,06	1		1,53
20	1,4	0,64	2,04	1		1,02
21	0,64	0	0,64	0,5		0,16

Z rysunku odczytano x=5,95

T=u+1,2x=0,41+1,2*5,95=7,55

Przyjęto 7,55m

Przyjęcie przekroju ścianki (z profili typ Larsena ze stali St3S)

1. Przy założeniu przegubowego podparcia ścianki w gruncie

M_max = m_max • H = 2.28 • 155, 4 = 354, 3kNm

M_maxd = 1, 35 • 354, 3 = 478, 32kNm

Wskaźnik wytrzymałości ścianki na 1 mb wyznacza się ze wzoru:

$$W_{x} = \frac{M_{\text{maxd}}}{f_{\text{yd}}}$$

gdzie

f_yd -obliczeniowa wytrzymałość stali

$W_{x} = \frac{478,32}{210000}$=0,002277m³=2277cm³

Przyjęto profil V o W_x=3000 cm³,

1. Dla ścianki utwierdzonej w gruncie:

M_max = 1, 66 • 155, 4 = 257, 96kNm

M_maxd = 1, 35 • 257, 96 = 348, 25kNm

$W_{x} = \frac{348,25}{210000}$=0,001658m³=1658 cm³

Przyjęto profil IVn o Wx=2200 cm³

Obliczenia kotwy

1. Dla ścianki przegubowo podpartej

Ra=126,4 kN Rad=1,35•1, 35=170.64 kNm

$$A_{s} = 170.64\ \ \bullet \frac{1,68}{310000} = 0,009247\ m^{2}$$

Przyjeto prety stalowe ϕ = 18

1. Dla ścianki utwierdzonej

Ra=104,4 kN Rad=104,4•1, 35=140,94 kNm

$$A_{s} = 140,94\ \bullet \frac{1,68}{310000} = 0,000768\ m^{2}$$

Przyjeto prety stalowe ϕ = 16

²