Fundamenty bezpośrednie

Podział: ławy, stopy, płyty, skrzynie. Rodzaj fundamentu wybieramy na podst. gł. przmarzania gruntu, war. gruntowych (Q_r≤Q_f, S_obl≤S_dop, ΔS_obl≤ΔS_dop), war. hydrologicznych (zwierciadło wody) i wymagań eksploatacyjnych. Wymiarownie ławy: szer. ławy (b) dobieramy z war. q_r≤ q_f (q_r-śr. obc. dla rozkładu obc., q_f-graniczny opór gr.); h wysokość ł. z warunków
oraz
M_I=s²(2q_max+q_I)/6, Q_t=0,5(q_max+q_II)c, q_I=q_max-(q_max-q_min)s/b, q_II=q_max-(q_max-q_min)c/b. Rodzaje ław: prostokątne, trapezowe, żelbetowe, teowe. Wymiar. stopy: b wyzn. z war. F=(Q+G)/q_f, h z 3 war. na M, Q_f i h_econ (wys. ekonomiczna stopy). Rodzaje stóp: trapezowe, schodkowe, prefabrykowane, żelbetowe, pojedyncze, grupowe, szeregowe. Płyty fund. przenoszą duże obc., zabezp. przed nierównom. osiadaniem. Mogą być sztywne lub sprężyste. Skrzynie fund. są rzadko wykonywane, kosztowne, zapewniają dużą sztywność.

PODSTAWOWE OBLICZENIA STATYCZNE FUNDAMENTÓW BEZOPŚREDNICH

Należy sprawdzić 3 war. równowagi: momentów, sił poziomych i pionowych.

Spr. war. równowagi momentów: a)grunt bardzo wytrzymały F=M_u/M_w≥Fdop=1,5 b)inne gr.
Spr. war. równ. sił poz.: a)grunt bardzo lub średnio wytrzymały
b)inne gr.
δ - kąt tarcia gruntu o podstawę, a - przyczepność gruntu (gr.spoiste) Spr. war. równ. sił pion.: (SGN) spr. obc. zewn. Q_r≤m·Q_f graniczny opór gr. wg rozw. Terzaghiego; sprawdzenie osiadań S_obl≤S_dop oraz ΔS_obl≤ΔS_dop 2.Zwymiarowanie i obliczenie wytrzymałościowe fund. 3.Sprawdzenie stateczności uskoku naziomu w przypadku konstr. oporowych metodą Felleniusa; 4.Sprawdzenie stateczności zbocza - zał. poślizgu w powierzchniach o przekroju kołowym przechodzących przez dolną krawędź skarpy.

Podział i tok obliczania murów oporowych Podział: - mury masywne (prostokątne, trapezowe, schodkowe, z płytą odciążającą) - m. lekkie (płytowo-kątowe, płytowo-żebrowe, płytowo-kotwiące)

Obliczenia: 1) wyznaczenie obciążeń, parcia i odporu (met. Coulomba, SGN) 2) Sprawdzenie war. równ. momentów F=M_u/M_w 3) spr. równ. sił poz. [F=(Q·tgφ+B·c)/H] 4) spr. równ. sił pion. (Q_r≤Q_f, S_obl≤S_dop) 5) Spr. stateczności uskoku naziomu
met. Felleniusa.

Sprawdzenie stateczności uskoku naziomu (metoda pasków, Felleniusa): 1) Wyzn. punktu obrotu”O”, dla gr. niejednorodnych x=y=0,27H 2) Wyzn. promienia obrotu R (od O do najdalszego punktu podstawy ściany) 3) Oś obojętna pionowo przez „O”, paski o szerokości 0,1R 4) Wys. zastępcza w n-tym pasku

hn=h1γ1+h1γ1+...; Ciężar paska W_n=h_n·b; tarcie Tn=G_n*cosα_n*tgφ; spójność Sn=c*s=c*b/cosα _n;

5) Wyzn. wsp. bezpieczeństwa

Metody odwadniania podłoża gruntowego:

Bezpośrednie pompowanie wody z dna wykopu: stosowane dla wykopów płytkich, przy niewielkim przesączaniu się wody, nie można dopuścić do rozluźnienia się gruntu w dnie wykopu; Pompowanie za pomocą studni wierconych: dla gruntów dobrze przepuszczalnych; wykonuje się sposobem wiertniczym rur φ15-40cm. Stosowanie możliwie najdłuższej części roboczej filtra (przyśpieszenie procesu pompowania). Części nadfiltrowa, filtrowa i podfiltrowa, filtr żwirowy, siatka filtrowa, smok ssący lub pompa głębinowa). Rozstaw 20-30m. Obniżenie zw. wody od 5-7m. Pompowanie za pomocą igłofiltrów: gdy gr. słabo przepuszczalny. Rury φ5-7cm wprowadzane metodą wpłukiwania. Długość części roboczej od kilkudz. cm do 2m. Części (agregat pompowy, kolektor zbiorczy, cz. filtrowa, wentyl stopowy, stożek). Przydatne na niewielkiej pow. Efektywność igł. jest tym większa im większe jest ciśnienie wytworzone dookoła filtru. Rozstaw 1-1,5m.

Metody wzmacniania podłoża gruntowego

Cel - zwiększenie wytrzymałości gruntu oraz redukcja spodziewanych osiadań. Wibracja: można tylko do gr. niespoistych, na specjalnych żerdziach wprowadzane wibratory w rozstawach 1,5-3m; Wibroflotacja: wibrofloty to rury o φ=25cm zakończone dużymi wibratorami. Nawodnienie gruntu i wibracja (poł. wibracji z kolumnami) Konsolidacja dynamiczna: zrzucanie dużych ciężarów (10-40T) z wysokości 10-40m, tania metoda; na terenach otwartych niezabud.; Kolumny żwirowe i żwirowo cementow gr. stosunkowo luźny lub spójny w stanie plastycznym. Wykonywane otwory 0,5-0,7m i wciskamy kamienie i żwir. Można to cementować. Rozstaw ok 2m. Zastrzyki cementowe: gr. łatwoprzepuszczalne. Wbijanie w gr. rury i wpłukiwanie iniektorów. Następuje nasycenie gr. mleczkiem cem. i wysuwając rurę do góry zeskalenie gr. Rozstaw 1-1,5m Zastrzyki krzemianowe: namuły, torfy. Wprowadzenie iniektorów i nasycenie gr. 2 silikatami (szkło wodne, chlorek wapnia). Nast. twardnienie i zeskalenie gruntu. Met. elektrokinetyczna: zjawisko elektroosmozy (wywołanie przepływu za pomocą wprowadzenia katody i anody). Wprowadza się iniektory i 2 pręty i podłącza się do prądu stałego. Zastrzyki strumieniowe jet-grouting: wprowadza się dysze mające 1 lub 2 otwory. Obracając się b. szybko wprowadzane jest przez nie mleczko cem. Nast. zeskalenie gruntu.

Podział pali

Ze wzg. na sposób przenoszenia obciążeń: stojące, wiszące, pośrednie. Ze wzg. na materiał: drewniane, betonowe, żelbetowe, stalowe (rurowe, z dnem otwartym, zamkniętym, z brusów ścianek szczelnych, z dwuteown.) Ze wzg. na sposób wprowadzenia pala w grunt: prefabrykowane, wyk. w gruncie; Ze wzg. na φ: mikropale (8-20cm), typowe (30-60cm), wielkośrednic. (60-180cm).

Technologia wykonania pali

Wolfsholza φ400-500mm, L=8-16m; Formuje się w rurach obsadowych zagłębianych w gr. w czasie wiercenia otworów (metodą udarową lub obrotową). Po wyk. otworu wstawia się szkielet zbrojeniowy. Potem wlot rury od góry zamyka się szczelną głowicą z 2 otworami. Większym wprowadza się mieszankę bet. mniejszym odprowadza się powietrze. Przez otwór przechodzi rura przesuwna - luneta. Sprężonym powietrzem usuwa się wodę. Nast. zalewa się betonem. Wyciąga się rurę.

Franki φ400-600mm, L=12-18m; Wbija się rurę pod wpływem uderzeń młota. Średnica młota mniejsza niż średnica rury. W rurze jest korek z grubego kruszywa lub masy bet, w który uderza młot zagłębiając rurę. Nast. zawiesza się rurę na linach kafara i uderzając wybija się korek. Dostarczamy beton i formujemy podstawę pala. Następnie opuszcza się do rury kosz zbrojeniowy i beton. Jednocześnie wyciągamy rurę.

Vibro-Fundex φ400-500mm, L=16-18m; Dolny koniec rury obsadowej zamyka się ciężkim ostrzem z żeliwa. Rurę wbija się za pomocą wibro-młota. Opuszcza się kosz zbrojeniowy i wypełnia betonem. Wyciąga się rurę uderzając naprzemian młotem (silnie w górę, słabo w dół). Rura podnosi się a masa bet. pod wpływem drgań rury zostaje zagęszczona.

Tubex φ400. Pale odcinkowe o wysokości 1m. Rura zamknięta stożkiem wciskana w grunt. Stosowana jako umocnienie do istniejących fund.

CFA φ400-500mm, L=8-20m; Pale formowane świderm ciągłym. Po wkręceniu świdra z rury usuwa się grunt (zmieniają kierunek obrotu świdra). Następnie betonujemy i wciskamy w świeży beton zbrojenie.

Wielkośrednicowe φ600-1800mm, L do 30m; Wykonuj. otwór metodą wiertniczą. Zabezpieczamy stateczność ścian otworu. Montujemy szkielet zbrojeniowy. Zabetonowanie otworu oraz ewentualne usunięcie rury obsadowej.

Mikropale φ do 250mm. Do wzmocnienia istniejących budynków. Wwircana rura obsadowa o małej średnicy. Umieszczamy pręt centryczny (1 na środku). Pod dużym ciśnieniem podajemy zaprawa cem. stopniowo podnosząc rurę.

Zasady posadowienia fundamentów na palach

Fundamenty głębokoie (pośrednie) stosujemy gdy wszystkie warstwy gruntu mają zbyt małą wytrzymałość aby przenieść obciążenie. Obc. przenoszą niższe warstwy gruntu. Stosujemy gdy miąższość gruntów słabych >3m.

Obliczanie nośności pali wg PN-83/B-02482

Uwzględnia się dwa stany graniczne: SGN (Q_r≤m·N) i SGU (S_obl≤S_dop) SGN pale pojedyncze: Obliczenie N - nośności całkowitej pala. Pal wciskany: N_t=S_p*q^(r)*A_p+ S_Si*t^(r)*A_s Pal wyciągany: N^w=S_i^w*t^(r)*A_s. A_s - powierzchnia pobocznicy, A_p - pow. przekroju podstawy pala, S_p S_s i S^w - współczynniki technologiczne zależne od sposobu wykonania pala, rodzaju gruntu i kierunku działania obciążeń q^(r) - jednostkowa obliczeniowa wytrzymałość gruntu pod podstawą pala q^(r)=γ_m*q; q - jednostkowa graniczna wytrzymałość gruntu pod podstawą pala. Wyznaczamy na podstawie tabeli w normie w zależności od rodzju gruntu, I_D i I_L. Wartości w tabeli podane są dla głębokości krytycznej h_c=10m i większej. Dla głębokości mniejszych od h_c należy wartość q wyznaczać przez interpolację liniową. t^(r) - jedn. obl. wytrzymałość gruntu wzdłuż pobocznicy pala t^(r)=γ_m*t; t - jedn. graniczna wytrz. gruntu. wzdłuż pobocznicy pala. Wyznaczamy na podstawie tabeli w normie w zależności od rodzju gruntu, I_D i I_L. Dla głębokości <5m należy stosować interpolację liniową między wartością z tabeli a wartością zero.

SGN pale w grupie: Nośność pali w grupie jest równa sumie nośności pali pojedynczych (ΣN^gr=ΣN^p) jeżeli: podstawy pali opierają się na podłożu b. wytrzymałym, pale są wbijane a rozstaw osiowy pali r > 4D (średnic), nie zachodzą na siebie strefy naprężeń (α→tab, R=h*tgα+D/2. W przeciwnym razie nośność N^gr=S_p*g^(r)*A_p+m₁*S_Si*t^(r), gdzie m₁- współczynnik zmniejszający z tabl. zależny od r/R Tarcie negatywne - przy obliczaniu nośności pali należy uwzgl. tarcie negatywne jeżeli: pal wprowadzany jest do warstwy o dużej ściśliwości, przewidywane jest dodatkowe obc. lub odwodnienie gruntu w sąsiedztwie pala

SGU Sprawdzamy: -osiadanie pala pojedynczego S^p=Q_n/(h*E₀)*I_w; E₀ - moduł odkształcenia gruntu, I_w - współczynnik wpływu osiadania -osiadanie grupy pali S_i^gr=(S_1j*Q_nj*α_ij⁰)+S_1i*Q_ni; S₁ - osiadanie pala pojedynczego pod wpływem jednostkowego obciążenia, Q - obciążenie pala, α - współczynnik oddziaływania pomiędzy palami i a j. Osiadanie pali w grupie jest większe od osiadania pala pojedynczego.

Wykonawstwo i zasady obl. fund. na studniach

Wykonawstwo. Najpierw wykonuje się na poziomie terenu pierwszy odcinek obudowy studni. Gotowy pierwszy odcinek obudowy jest zagłębiany w grunt. W miarę zagłębiania wykonuje się następne odcinki obudowy. Wnętrze studni jest opróżniane z gruntu. Po zagłębieniu studni na wymaganą głębokość wykonuje się dno (korek) studni. Studnie fundamentowe zapełnia się tanim materiałem (chudy beton, piasek). Przy posadowieniu budynku na małych studniach konieczne jest wykonanie płyty rozdzielczej. Zasady obl. fund. na studniach. Przy projektowaniu konstrukcji studni, we wstępnej części obliczeń, należy rozpatrzyć fazy robocze wykonywania i opuszczania obudowy, ich kolejność i rodzaje obciążeń. Obliczenia fund. na studniach: 1. Określenie wymiarów zewn. (D,H) i ciężaru studni (grubości obudowy), 2. Obl. obudowy na obciązenie poziome (zbrojenie poziome ścian), 3. Obl. obud. na rozerwanie (zbrojenie pionowe), 4. Obl. obud. na zginanie pionowe i skręcanie 5. Obl. noża studni - momenty zginające w pł. pionowej oraz w pł. poziomej, 6. Obl. dna studni- obl. korka bet., obl. płyty dennej. Jeżeli we wnętrzu studni będą potem wykonywane jakieś elem. konstrukcyjne, należy sprawdzić ich wpływ na rozkład sił wew.

Podział i tok obl. ścianek szczelnych

Podział 1. Ze względu na przeznaczenie: a) ś.s. prowizoryczne - stanowiące element pomocniczy, potrzebny tylko w okresie wykonywania wykopu i fund.; po tym okresie są one wyjmowane, b) ś.s. stałe - stanowiące konstrukcyjną część fund., 2. Ze wzg. na materiał z jakiego wykonane są brusy: a) drewniane, b) stalowe, c) betonowe (obejmującym również żelbet i bet. sprężony); 3. Ze wzgl. na układ podpór (zakotwień lub podparć): a) swobodne; b) zakotwione pojedynczo; c) zakotwione wielokrotnie 4. Ze wzg. na charakter narastania obc.: a) ścianki odkopywane; b) ścianki zasypywane. Tok obliczeń (wersja ogólna)- Obliczenia wykonujemy wg schematów: a)dołem utwierdzone, górą niepodparte; b) dołem nieutwierdzone, górą podparte; c) dołem utw., górą podparte. Obliczenia ś.s. polegają na wyznaczeniu: 1. głębokości wbicia ścianki w grunt, 2. wartości siły w kotwi, 3. wartości max. momentu zginającego Tok obliczeń szczegółowo 1. Ustalenie param. geotechnicznych; 2. Obliczenia stat. ścianki (np. met. Bluma): -obl. wsp. parcia i odporu; -zebranie obciążeń; -obl. zastępczych sił skupionych; -obl. sił fikcyjnych; -wyznaczenie kształtu lini ugięcia; -wyznaczenie momentu max., siły w ściągu, zagłębienia ścianki; 3) Obl. wytrz. elem. ścianki: -dobór profilu; -zwym. kleszczy; -zwym. śrub; -zwym. ściągu; 4) Wyznaczenie dł. ściągu; 5) Obl. zakotwienia; 6) Spr. stateczności ogólnej (np. met Kranza)

F-cje ścianek szczelnych: -podtrzymywanie ścian wykopów, -wzmacnianie nabrzeży oraz brzegów, -wykorzystywane do bud. gródz i jazów, -zmniejszenie dopływu wody do wykopów, -wzmacnianie fund. bezpośrednich Awarie ścianek szczelnych: -awaria zakotwienia; -awaria brusów; -poślizg w gruncie Elem. ścianki szczelnej- 1) Brusy; 2) Ściąg: a) z przegubami, b) ze śrubą rzymską; 3) Kleszcze: a) wew., b) zew.; 4) Zakotwienie; 5) Śruby, podkładki, nakrętki itp. Zakotwienia ś..s.- a) za pomocą tarczy lub płyty; b) za pomocą pala wierconego; c) za pomocą pala z rury stalowej; d) za pomocą bloku bet.; e) za p. sprężonego pala; f) za p. buławy iniekcyjnej; g) za p. kozła palowego

Grodza tymczasowa, pomocnicza budowla hydrotechn. stosowana przy robotach fund. prowadzonych na terenach pokrytych wodą. Zadaniem grodzy jest wydzielenie miejsca bud. poprzez szczelne ogrodzenie. Po wypompowaniu wody fund. wykonuje się na sucho. Rodzaje gródz a) sypane- stanowiące wały odpowiednio wykonanych nasypów ziemnych lub narzutów kamiennych; b) stawiane- złożone z elem. nośnych, najczęściej drew., ustawianych na dnie, zasyp. lub wypeł. ziemią lub narzutem kamiennym; c) zapuszczane- ze ścianek szczelnych

Zastosowanie i zasady wykonawstwa ścian szczeliniowych, zakotwienia iniektowane, warunki wyk. w terenie zabudowanym.
Ś. szczelinowe - ściany betonowane w wąskich i głębokich wykopach pod osłoną zawiesiny tiksotropowej lub montowane z płyt prefabrykowanych. Zastosowanie: 1) ściany podtrzym. głębokie wykopy 2) ściany oporowe typowe 3) ściany podziemne konstrukcyjne budynków 4) Fundamenty różnych konstr. budowl. 5) Obudowy tuneli, kanałów 6) Przegrody przeciwfiltracyjne

Technologia wykonastwa -Ściany betonowane na miejscu (na mokro). 1) wykonuje się wykop koparką, wykopy 0,6; 0,8; 1 ; 1,2m. Głębokość do 30, 40, 60m. Podtrzymywanie ścian wykopu w równowadze podczas jego wykonania następ.poprzez jego wypełnienie zawiesiną tiksotropową (mieszanina koloidalna wody z bentonitem- właściwości rozpychające). 2) wstawienie do wykopu prefabrykowanego zbrojenia 3) wypełnienie szczeliny metodą kontraktor. Techn. wyk. zakotwień iniektowanych gruntowych 1) w ściany wwierca się rurę w której znajdzie się ścięgno kotwiące 2) betonowanie buławy kotwiącej za pomocą rury wwiercanej l=4-8m, D=40-20cm 3) poprzez wywiercenie rury wiertniczej i pozostawienie pcv.

Metody fundamentowania na wodzie.
Fundamentowanie w grodzach bezpośrednie układanie masy betonowej: bet. w workach, bet. za pomocą pojemników z otwieranym dnem, metodą „Contractor” (za pomocą rury ruchomej lub nieruchomej), - betonowanie wgłębne

Nowoczesne metody badań podłoża gruntowego

Sondowanie statyczne CPT - badanie polega na wciskaniu rury zakończonej stożkiem pomiarowym w grunt. Bada się opór gruntu pod stożkiem q_c(m,φ,c) oraz siły tarcia f_s. Otrzymujemy wykres q_c[MPa] w funkcji zagłębienia h[m]. Sondowanie dynamiczne SPT -polega na pomiarze energii niezbędnej do zagłębienia w podłoże końcówki sondy (końcówka stożkowa, cylindryczna lub krzyżakowa). Miarą sądowania jest liczba uderzeń młota wbijającego sondę do uzyskania całkowitego zagłębienia sondy. Na każde 10cm zagłębienia sondy określamy liczbę uderzeń. Wykreślamy zależność liczby uderzeń od zagłębienia. Badanie presjometryczne - polega na szybkim, poziomym obciążeniu gruntu w otworze wiertniczym za pomocą specjalnej, odkształcalnej komory cylindrycznej oraz na pomiarze odkształcenia objętościowego przy zwiększającym się stopniowo ciśnieniu wody w komorze aparatu zwanego presjometrem. Otrzymujemy wykres objętości V[m³] w funkcji ciśnienia p[MPa]

METODY FundamentOW. na wodzie otwartej

W grodzy grodza to tymczasowa, pomocnicza budowla hydrotechniczna stos. Przy robotach fundamentowych prowadzonych na terenie pokrytym wodą. Zadaniem grodzy jest wydzielenie miejsca budowy poprzez stworzenie szczelnego ogrodzenia i po wypompowaniu wody z obrębu grodzy wykonanie fundament projektowanej budowli na sucho. Wypompowanie trwa non stop. Podział gródz: 1.sypane- wały narzutowe ziemne z uszczelnieniem wew. 2.stawiane: a.skrzyniowe- wykonujemy pływające skrzynie drewniane i zatapia obc.gruntem nieprzepuszczalnym, spoistym tworzą przegrodę wodoszczelną, b.deskowaniowe- wykonywane na bardzo płytkim terenie. 3.zapuszczane: a. z pojedyńczą ścianką szczelną, b. Z podwójną ścianką szczelną(w bud.morskim), c. Komorowe.

Betonowanie podwodne 1.bezpośrednie układanie masy betonowej w wodzie: betonowanie w workach, przy pomocy pojemników z otwieranym dnem, za pomocą rury ruchomej, za pomocą rury nieruchomej. 2.betonowanie wgłębne, fazy wykonania: przygotowanie i zatopienie szalunku, ustawienie rurek spustowych o średnicy 60-150mm w rozstawie 3-6m., wsypywanie do szaluku kruszywa(pospółka), wlewanie porzez rurki spustowe zaprawy betonowej z jednoczesnym podnoszeniem rurek spustowych. Zaprawa wypiera wodę i wypełnia szczeliny

---