POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Zakład Geotechniki

Projekt Nr. 2 z FUNDAMENTOWANIA

Projekt ściany oporowej typu płytowo – kątowego.

Zawartość:

Obliczeń: stronic: 20

Załączników (liczba) stronic: 5

Razem stronic: 25

Funkcja	Tytuł	Imię i Nazwisko	Podpis
Projektant	student	Kamil Andrejuk
Weryfikator	dr inż.	Katarzyna Dołżyk
Kierownik zakładu	dr hab. inż.	Zenon Szypcio

UWAGI:

Białystok, dnia ………………………

1.0. Opis techniczny

1.1. Zakres opracowania:

Opracowanie zawiera projekt techniczny ściany oporowej typu płytowo-kątowego, posadowionej bezpośrednio na głębokości 1,4m poniżej poziomu terenu. Głębokość posadowienia przyjęto przy uwzględnieniu wymagań normy PN-81/B-03020 i warunków gruntowych.

1.2. Opis konstrukcji ściany oporowej i zastosowane materiały:

Zaprojektowano ścianę oporową typu płytowo-kątowego wylewaną o wymiarze B=4,0m. Głębokość posadowienia przyjęto przy uwzględnieniu wymagań normy PN-81/B-03020 i warunków gruntowych.

Ściana oporowa wykonana jest z betonu klasy C25,30, zbrojona prętami ze stali RB500W o f_yd=42kN/cm²:

• w przekroju I-I: zbrojenie prętami ∅16 co 13cm o A_s=13,13cm²;

• w przekroju II-II: zbrojenie prętami ∅16 co 26cm o A_s=3,50cm²;

• w przekroju III-III: zbrojenie prętami ∅16 co 9cm o A_s=10,78cm²;

• w przekroju IV-IV: zbrojenie prętami ∅16 co 30cm o A_s=0,7cm²;

• pręty rozdzielcze ∅8 w rozstawie co ∼ 30cm.

Ściana oporowa została posadowiona na głębokości – 1,4m względem poziomu terenu,

na warstwie wyrównawczego betonu klasy C12/15.

Do zagęszczania betonu należy użyć wibratora wgłębnego.

1.3. Obciążenia działające na stopę:

Obciążenie naziomu q_n=25,0kPa.

1.4. Warunki gruntowo-wodne:

Na głębokości 2,0m poniżej poziomu terenu zalegają wody gruntowe.

W poziomie posadowienia ściany oporowej, do głębokości równej 2,0m zalegają piaski średnie małowilgotne o I_D=0,60. Pod nimi do głębokości 3,20m p.p.t. zalegają piaski średnie mokre o I_D=0,6, następnie do głębokości 5,30m p.p.t. zalega glina o I_L=0,00 zaliczona ze względu na genezędo grupy B, pod nią znajdują się piaski drobne mokre o I_D=0,40.

1.5. Literatura:

• PN-81/B-03020 - „Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne

i projektowanie”

• PN-83-B-03010 – „Ściany oporowe: obliczenia statyczne i projektowanie”

• PN-B-03264:2002 - „Konstrukcje betonowe żelbetowe i sprężone. Obliczenia

statyczne i projektowanie.”

2.0. Obliczenia statyczne.

2.1. Parametry geotechniczne wg PN-81/B-03020 wyznaczone metodą B.

Rodzaj gruntu	Program geotechniczny	ID	IL	ρ [t/m3]	ρ` [t/m3]	ϕ [ °]	Cu [kPa]	M0 [kPa]	M [kPa]	β=M0/M
Ps (B), mW 2,5m	X(n)	0,65	-	1,70	1,00	34,0	-	120000	133333	0,9
	X(n) · 0,9	-	-	1,53	0,90	30,6	-	108000	120000
	X(n) · 1,1	-	-	1,87	1,10	37,4	-	132000	146667
Ps (m) 0,35	X(n)	0,65	-	2,00	1,02	34,0	-	120000	133333	0,9
	X(n) · 0,9	-	-	1,80	0,92	30,6	-	108000	120000
	X(n) · 1,1	-	-	2,20	1,12	37,4	-	132000	146667
πp, B 2,35m	X(n)	-	0,18	2,10	1,11	19,0	32,0	40000	53333	0,75
	X(n) · 0,9	-	-	1,89	1,00	17,1	28,8	36000	48000
	X(n) · 1,1	-	-	2,31	1,22	20,9	35,2	44000	58667
Pd, m	X(n)	0,46	-	1,90	0,96	30,4	-	62000	77500	0,8
	X(n) · 0,9	-	-	1,71	0,86	27,4	-	55800	69750
	X(n) · 1,1	-	-	2,09	1,06	33,4	-	68200	85250

• Wyliczenie wartości ρ’:

a) Ps,m:

b) πP, (B):

c) Pd, m:

2.2. Wstępne przyjęcie wymiarów ściany oporowej:

-Założono głębokość posadowienia:

-Przyjęto zasypkę z Ps o I_D=0,80

Ps; ID=0,80
ρ[t/m^3]	1,80	1,62	1,98
φu[°]	35	31,5	38,5

2.3. Zestawienie obciążeń:

2.3.1. Ustalenie wartości charakterystycznych na 1mb ściany oporowej:

a) Wartości charakterystyczne ciężarów G_i:

;

b) jednostkowe parcie graniczne:

• dla z₁=0m

• dla z₂=H₁=5,30m

• dla z₃=4,90m

c) Wypadkowa parcia granicznego:

-wysokość zaczepienia wypadkowej parcia granicznego (liczona od podstawy muru oporowego) dla trapezowego rozkładu jednostkowego parcia granicznego:

2.3.2. Ustalenie wartości obliczeniowych:

a) Wartości obliczeniowe ciężarów G_i:

b) Wartości obliczeniowe parcia jednostkowego:

- współczynnik obciążenia; wg tabl.10

- współczynnik obciążenia równy:

1,0 – w stanach granicznych gruntu

1,1 (0,9) – stany graniczne konstr. ściany oporowej

c) Wartość obliczeniowa wypadkowej parcia:

2.3.3. Mimośrody działających sił względem środka podstawy fundamentowej:

e₁=0,680m; e₂=0,497m; e₃=0; e₄=0,850m; e₅=1,380m

2.4. Wstępne sprawdzenie wymiarów ściany oporowej:

2.4.1. Obliczenie momentu względem środka podstawy fundamentu:

2.4.2. Wypadkowa obliczeniowa obciążeń pionowych:

2.4.3. Mimośród względem środka podstawy fundamentu:

2.4.4. Rozkład naprężeń obliczeniowych:

2.4.5. Stopień nierównomierności rozkładu naprężeń:

2.5. Sprawdzenie stanów granicznych nośności podłoża:

2.5.1. Sprawdzenie stateczności na obrót względem przedniej krawędzi podstawy fundamentu:

gdzie: m₀=0,80 dla q_n>10kPa

a₁=1,30 m

a₂=1,50m

a₃=2,00m

a₄=2,85m

a₅=0,60m

Warunek został spełniony.

2.5.2. Sprawdzenie stateczności na przesunięcie:

gdzie: m_t=0,90 dla q_n>10kPa

• przesunięcie w poziomie posadowienia:

przyjęto: (wg. Tabl.3 PN-83/B-03010: dla piasku

średniego i betonu chropowatego)

Warunek został spełniony.

• przesunięcie w warstwach poniżej poziomu posadowienia:

gdzie:

Dla Ps

Warunek został spełniony.

2.6. Sprawdzenie I stanu granicznego na wypieranie gruntu spod fundamentu:

a) Podłoże jednorodne (wg. PN-81/B-03020)

gdzie: dla metody B

B=4,0m

Dla fundamentów pasmowych (L>5B) do obliczeń Q_fNB przyjmujemy B/L=0.

=>

Warunek został spełniony.

2.7. Sprawdzenie ogólnej stateczności ściany oporowej i uskoku naziomu:

a) 1 położenie lini poślizgu

• Wartości charakterystyczne odczytane z rysunku:

h₁=2,86m

h₂=4,07m

h₃=4,82m

h₄=5,29m

h₆=1,39m

h₇=0,92m

h₈=0,44m

H=3,90m

B=4,0m

H₁=5,30m

oraz

- współczynnik korekcyjny wg Tabl. 11

G_i – ciężar bloku i

φ_i – kąt tarcia wewnętrznego na odcinku l_i

C_i – spójność na odcinku l_i

A_i – długość podstawy boku l_i mnożona przez 1 m w kierunku prostopadłym

-Ps:

-zasypka:

-obciążenie naziomu:

q_n=25,0 kPa

Lp					[kN]	[kN]		[kN]	[kN]
1	3,18	72,53	0,954	0,300	50,74	15,23	0,70	10,66	48,40
2	1,21	50,43	0,771	0,637	87,37	55,66	0,70	38,96	67,35
3	0,75	36,87	0,600	0,800	105,01	84,01	0,70	58,81	63,01
4	0,47	25,17	0,425	0,905	115,99	104,97	0,70	73,48	49,34
5	0	0	0	1,00	320,56	320,56	0,67	224,39	0,0
6	0,47	-25,17	-0,425	0,905	19,63	19,63	0,67	13,15	-8,35
7	0,67	-34,44	-0,566	0,825	11,56	9,53	0,67	6,39	-6,54
8	0,90	-41,92	-0,668	0,744	3,74	2,78	0,67	1,86	-2,50
	∑	427,71	219,05

Warunek został spełniony.

Wskaźnik stateczności:

b) 2 położenie lini poślizgu:

• Wartości charakterystyczne odczytane z rysunku:

h₁=2,05m

h₂=3,30m

h₃=4,16m

h₄=4,80m

h₅=4,99m

h₇=2,40m

h₈=2,27m

h₉=1,98m

h₁₀=1,52m

h₁₁=0,84m

H=3,90m

B=4,0m

H₁=5,30m

oraz

- współczynnik korekcyjny wg Tabl. 11

G_i – ciężar bloku i

φ_i – kąt tarcia wewnętrznego na odcinku l_i

C_i – spójność na odcinku l_i

A_i – długość podstawy boku l_i mnożona przez 1 m w kierunku prostopadłym

-Ps:

-zasypka:

-obciążenie naziomu:

q_n=25,0 kPa

Lp					[kN]	[kN]		[kN]	[kN]
1	2,89	70,89	0,945	0,327	43,18	14,14	0,70	9,90	40,80
2	1,83	61,33	0,877	0,480	72,88	34,97	0,70	24,48	63,94
3	1,23	50,86	0,776	0,631	92,14	58,17	0,70	40,72	71,46
4	0,91	42,44	0,675	0,738	105,64	77,97	0,70	54,58	71,28
5	0,27	15,19	0,262	0,965	113,11	109,16	0,70	76,41	29,63
6	0,0	0	0	1,0	365,10	365,10	0,67	255,57	0
7	-0,13	-7,41	-0,129	0,992	39,69	39,36	0,67	26,37	-5,12
8	-0,29	-16,17	-0,279	0,960	36,12	34,69	0,67	23,24	-10,06
9	-0,46	-24,70	-0,418	0,908	29,75	27,03	0,67	18,11	-12,43
10	-0,68	-34,22	-0,562	0,827	20,06	16,59	0,67	11,11	-11,28
11	-0,84	-40,03	-0,643	0,766	7,14	5,47	0,67	3,66	-4,59
	∑	544,15	233,63

Warunek został spełniony.

Wskaźnik stateczności:

c) 3 położenie lini poślizgu:

• Wartości charakterystyczne odczytane z rysunku:

h₁=2,96m

h₂=4,60m

h₃=5,57m

h₄=6,12m

h₆=2,20m

h₇=1,86m

h₈=1,34m

h₉=0,62m

H=3,90m

B=4,00m

H₁=5,30m

oraz

- współczynnik korekcyjny wg Tabl. 11

G_i – ciężar bloku i

φ_i – kąt tarcia wewnętrznego na odcinku l_i

C_i – spójność na odcinku l_i

A_i – długość podstawy boku l_i mnożona przez 1 m w kierunku prostopadłym

-Ps:

-zasypka:

-obciążenie naziomu:

q_n=25,0 kPa

Lp					[kN]	[kN]		[kN]	[kN]
1	2,47	67,93	0,927	0,376	51,64	19,40	0,70	13,58	47,86
2	1,09	47,55	0,738	0,675	93,04	62,79	0,70	43,96	68,65
3	0,87	40,91	0,655	0,756	116,53	88,06	0,70	61,64	76,32
4	0,37	20,14	0,344	0,939	130,21	122,25	0,70	85,58	44,83
5	0	0	0	1	386,86	386,86	0,67	259,20	0
6	-0,34	-18,78	-0,322	0,947	34,51	32,67	0,67	21,89	-11,11
7	-0,52	-27,47	-0,461	0,887	27,20	24,13	0,67	16,17	-12,55
8	-0,72	-35,75	-0,584	0,812	16,66	13,52	0,67	9,06	-9,73
9	-0,95	-43,65	-0,690	0,724	5,27	3,81	0,67	2,55	-3,64
	∑	513,62	200,63

Warunek został spełniony.

Wskaźnik stateczności:

3.0. Obliczenia konstrukcyjne ściany oporowej:

• Przyjęcie otuliny zbrojeniowej:

1) lub

d_g– max. rozmiar kruszywa

2) grubość ta nie może być mniejsza niż wartość z Tablicy 21 PN gdzie dla przyjętej klasy środowiska XF2 minimalna grubość otulenia

3) jeżeli beton jest układany na podłożu betonowym

4) ze względu na poziom wykonawstwa i kontrolę jakości minimalną grubość otulenia należy zwiększyć o ∆c, dla elementów betonowych w miejscu wbudowania

Przyjęto grubość otuliny c=50mm

3.1. Wymiarowanie płyty ściennej:

• jednostkowe parcie graniczne (charakterystyczne):

-dla z=2,4m

• obliczeniowe wartości parcia granicznego:

-dla z=4,8m

• obliczeniowe wartości parcia granicznego:

• momenty zginające w przekrojach I-I i II-II:

• obliczenie potrzebnego zbrojenia:

Założenia:

-beton C25/30 o f_ctm=1200kPa

-stal RB500W o f_yd=42kN/cm²

-przekrój I-I:

h=0,5m

d=0,50-0,05=0,45m

Metoda uproszczona obliczenie zbrojenia:

Przyjęto zbrojenie prętami ∅16 w rozstawie co 13 cm

-przekrój II-II:

h=0,35m

d=0,35-0,05=0,30m

Metoda uproszczona obliczenie zbrojenia:

Przyjęto zbrojenie prętami ∅16 w rozstawie co 26 cm

3.2. Wymiarowanie płyty fundamentowej:

• wielkość naprężeń w podłożu gruntowym w przekrojach III-III i IV-IV:

• momenty zginające w przekrojach III-III i IV-IV:

• obliczenie potrzebnego zbrojenia:

Założenia:

-beton C25/30 o f_ctd=1200kPa

-stal RB500W o f_yd=42kN/cm²

-przekrój III-III:

h=0,5m

d=0,50-0,05=0,45m

Metoda uproszczona obliczenie zbrojenia:

Przyjęto zbrojenie prętami ∅16 w rozstawie co 9 cm

-przekrój IV-IV:

h=0,5m

d=0,50-0,05=0,45m

Metoda uproszczona obliczenie zbrojenia:

Przyjęto zbrojenie prętami ∅16 w rozstawie co 30 cm

• Sprawdzenie przekroju III-III na dodatni moment zginający od odporu gruntu (przed wykonaniem zasypu):

-wartości obliczeniowe obciążenia jednostkowego na podłoże gruntowe przed obsypaniem

ściany:

-wielkości naprężeń w podłożu gruntowym:

-obliczenie wartości momentu w przekroju III-III:

Sprawdzenie warunku:

Zbrojenie wspornika pd strony wyższego naziomu jest zbędne.

Załączniki:

- linia poślizgu nr1 /skala 1:50/

- linia poślizgu nr2 /skala 1:50/

- linia poślizgu nr3 /skala 1:50/

- rysunek ogólny ściany oporowej /skala 1:50/

- szczegół „A” i „B” /skala 1:20/

- rysunek konstrukcyjny ściany oporowej /skala 1:50/