IV. 4. Nośność i odkształcalność podłoża gruntowego

Źródło: PN-EN 1997-1:2008

Konstrukcję należy zaprojektować i wykonać, aby jej nośność, użytkowalność i trwałość była należyta na odpowiednim poziomie niezawodności. Według EC, zakres wartości bezpiecznych oddziaływań reguluje stan graniczny nośności (SGN), zaś odpowiadający im zakres wartości bezpiecznych efektów oddziaływań reguluje stan graniczny użytkowalności (SGU). Zachowaniem się i badaniami podłoża gruntowego zajmuje się geotechnika.

Należy sprawdzić następujące stany graniczne nośności (stateczności):

- stan graniczny EQU: utrata równowagi konstrukcji lub podłoża, rozpatrywanych jako ciała sztywne

- stan graniczny STR: wewnętrzne zniszczenie albo nadmierne odkształcenie konstrukcji lub jej elementów

- stan graniczny GEO: zniszczenie albo nadmierne odkształcenie podłoża

- stan graniczny UPL: utrata stateczności konstrukcji albo podłoża spowodowana ciśnieniem wody (wyporem) lub innymi oddziaływaniami pionowymi

- stan graniczny HYD: wypiętrzenie hydrauliczne, erozja wewnętrzna lub przebicie hydrauliczne w podłożu spowodowane spadkiem hydraulicznym

W odniesieniu do stanu granicznego użytkowalności zaleca się sprawdzić: osiadanie, różnice osiadań, obrót, przechylenie, względne ugięcie, względny obrót, przemieszczenie poziome i amplitudę drgań.

Stany GEO

Rozpatrując stan graniczny zniszczenia albo nadmiernego odkształcenia części podłoża (GEO), należy wykazać, że:

E_d≤R_d

E_d - wartość obliczeniowa efektu oddziaływań (obciążenia)

R_d - wartość obliczeniowa oporu przeciw oddziaływaniu

W standardowych warunkach, przy stopniowym wzroście naprężenia w gruncie, nie występuje istotny wzrost ciśnienia wody w porach, można więc obliczać nośność podłoża przy założeniu warunków „z odpływem”:

$$\frac{R}{A^{'}} = c^{'}N_{c}b_{c}s_{c}i_{c} + q^{'}N_{q}b_{q}s_{q}i_{q} + 0,5\gamma^{'}B'N_{\gamma}b_{\gamma}s_{\gamma}i_{\gamma}$$

R - opór przeciw oddziaływaniu

A^′ = B′×L′ - efektywne pole powierzchni fundamentu

c′, - efektywna spójność gruntu

γ′ - efektywny ciężar objętościowy gruntu do głębokości B poniżej poziomu posadowienia

q′ - efektywne naprężenie od nadkładu w poziomie posadowienia

N_c, N_q, N_γ - współczynniki nośności

b_c, b_q, b_γ - współczynniki wpływu nachylenia podstawy

s_c, s_q, s_γ - współczynniki kształtu podstawy

i_c, i_q, i_γ - współczynniki wpływu nachylenia wypadkowej obciążenia

Teoria ta zakłada ścięcie gruntu wzdłuż określonej powierzchni, w wyniku którego może dojść do wyparcia gruntu spod fundamentu.