SPIS TREŚCI:

1. OPIS TECHNICZNY

1.1. Podstawa opracowania

Niniejszy projekt opracowano na zlecenie Katedry Geotechniki, Geologii i Budownictwa Morskiego Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej, mieszczącej się w Gdańsku przy ulicy Narutowicza 11/12 w ramach zajęć projektowych z fundamentowania na podstawie tematu nr 18.

1.2. Lokalizacja:

Przewiduje się zlokalizowanie ścianki szczelnej w Bydgoszczy przy ulicy Fordońskiej w celu utrzymania uskoku nazizmu, przy wykonywaniu wykopu pod fundamenty nowego bloku mieszkalnego.

1.3.Charakterystyka geotechniczna podłoża

- od poziomu 0,00 [m p.p.t.] do głębokości 4,00 [m p.p.t.] występuje piasek drobny (miąższość 4,00 [m]), stan gruntu I_D=0,40

- od poziomu 4,00 [m p.p.t.] do głębokości 7,20 [m p.p.t.] występuje piasek średni (miąższość 3,20 [m]), stan gruntu I_D=0,51

- od poziomu 7,20 [m p.p.t.] do głębokości 9,20 [m p.p.t] występuje glina piaszczysta (miąższość 2,0[m]), stan gruntu I_L=0,08

- od poziomu 9,20 [m p.p.t] występuje piasek gruby, stan gruntu I_D=0,67

Zwierciadło wody gruntowej zlokalizowane jest ona poziomie 3,8 [m p.p.t.] w warstwie gruntowej piasku drobnego. Od strony wykopu zwierciadło stabilizuje się na poziomie 8,4[m p.p.t] w warstwie gliny piaszczystej.

Obciążenie naziomu wynosi q=17kPa.

1.4.Stan istniejący

W miejscu projektowanej ściany szczelnej jest znaczna różnica wysokości poziomów terenu.

Teren, na którym ma powstać ściana nie jest zabudowany ani użytkowany.

1.5. Prace wstępne i rozbiórkowe

Prace rozbiórkowe nie są konieczne, należy jednak usunąć nagromadzony humus i kamienie oraz wykarczować drzewa a następnie wyrównać teren. Niezbędne jest również ogrodzenie terenu budowy.

1.6.Charakterystyka projektowanej ścianki

Ścianka ma utrzymać uskok naziomu o wysokości 6,5m. Obliczenia statyczne wykonane były dla dwóch wariantów: ścianki wolnopodpartej oraz utwierdzonej. Przyjęto schemat obliczeniowy ścianki dołem utwierdzonej. Całkowita długość ścianki wynosić będzie 12m.

Opis elementów:

- wykonanie z grodzic PU16, ze stali St3S

- zakotwienie blokowe o wymiarach 1,2x1,2x1,5m

- kleszcze wykonane z ceowników C240 wykonane ze stali St3S

- śruby mocujące kleszcze do brusa M36.

1.7. Przedmiot i zakres opracowania

Przedmiot opracowania stanowi ścianka szczelna jednokrotnie zakotwiona, obliczona w dwóch schematach statycznych - wolnopodpartym i utwierdzonym. Element kotwiący stanowi zakotwienie blokowe.

Zakres opracowania:

-ustalenie parametrów geotechnicznych wg PN-81/B-03020

-obliczenie wielkości parcia i odporu gruntu, oraz parcia wody działającego na ściankę szczelną

-obliczenia statyczne wykonane metodą analityczną dla dwóch schematów -

ścianka dołem wolnopodparta, oraz dołem utwierdzona

-zwymiarowanie elementów konstrukcyjnych ścianki - ustalenie: profilu, wymiarów ściągu, wymiarów kleszczy, rozmiarów śrub;

-obliczenia zakotwienia ścianki

-sprawdzenie stateczności ogólnej ścianki szczelnej metodą Kranza.

8. Technologia wykonania:

Ze względu na niebezpieczeństwo instalowania grodzic metodą wibracyjną w sąsiedztwie wrażliwych na wibracje konstrukcji będą one wciskane prasą hydrauliczną typu „Silent Piler”. Prasę należy przymocować do przygotowanej wcześniej specjalnej ramy stalowej. Ciężar ramy zwiększony ciężarem balastu i ciężarem samego urządzenia lub sił tarcia stanowić będą przewagę dla realizowanej siły wciskającej. Po zainstalowaniu trzech startowych profili stalowych PU16 o długości 12m urządzenie uniezależni się od otaczających warunków terenowych i wciskać będzie kolejne profile wykorzystując nośność na wyciąganie wcześniej wciśniętych profili. Urządzenie samo przemieszczać będzie się po wykonanym fragmencie ścianki.

Etapy wykonania ścianki stalowej metodą wciskania:

-rozpoczęcie wciskania z ramy startowej z balastem

- ustawienie urządzenia do wciskania w ramą startową

- balastowanie ramy

- wciskanie profili startowych

- przemieszczenia urządzenia w kierunku wykonywanej ścianki

- zakotwienie urządzenia w profilach startowych

- demontaż ramy startowej i wciskanie profili.

Należy zabezpieczyć ściągi przed korozją oraz wykonać zagęszczony zasyp od strony zakotwienia ścianki. Docelowo przewidziano zastosowanie zewnętrznej powłoki malarskiej ścianki szczelnej o barwie zbliżonej do betonu.

9. Wykaz wykorzystanych materiałów:

• AutoCAD2009 oraz AutoCAD Civil 2010- wykonanie rysunków

• Materiały od wykładowcy

• Tablice:

elementów stalowych

profili walcowanych

• Strony internetowe:

http://www.pg.gda.pl/~tbrzo/

http://www.pg.gda.pl/~adusz

• Normy:

PN-81/B-03020

PN-83/B-03010

PN-83/B-02482

10. Wnioski i zalecenia końcowe

Całość robót wykonać zgodnie z dokumentacją, „Warunkami technicznymi wykonania

i odbioru robót budowlano-montażowych” (Tom I - Budownictwo ogólne), zgodnie z

normami oraz przy zachowaniu przepisów BHP i p.poż.

2. USTALENIE PARAMETRÓW GEOTECHNICZNYCH wg PN-81/B03020

Piasek drobny wilgotny:

Piasek średni:

Piasek gruby- jak dla piasku średniego.

Glina piaszczysta:

Zestawienie parametrów geotechnicznych:

Grunt	ID	IL	Wartości charakterystyczne
						ɣ^(n)	w	ɣ'^(n)	ϕ^(n)	cu^(n)	Mo	Eo
		-	-	kN/m^3	%	kN/m3	^0	MPa	MPa	MPa
Pd	0,4	-	17,17	16	9,23	30	-	52	38
Ps	0,51	-	19,62	22	10,04	33	-	98	82
Gp		0,08	21,58	12	12,12	22	19	?	?
Pr	0,67		19,62	22	10,04	34	-	123	103

Przyjęto wstępnie zagłębienie : t = 3,7 m

3. OBLICZENIA STATYCZNE ŚCIANKI SZCZELNEJ METODĄ ANALITYCZNĄ

DLA DWÓCH SCHEMATÓW STATYCZNYCH

Wartości jednostkowe parcia gruntu:

Odpór gruntu:

Przyjęto: η=0,85, δ_p=-φ/2

Wartości jednostkowe odporu gruntu:

Wartości parcia wody (przyjęto dla uproszczenia brak przepływu wody pod ścianką):

Wyznaczenie głębokości an zerowania się wykresów parcia i odporu gruntu:

3.1. WARIANT I- ścianka szczelna dołem wolnopodparta w gruncie

Wypadkowe po stronie parcia:

Wypadkowe po stronie odporu:

Równanie odporu efektywnego (pomniejszone o parcie):

Wypadkowe odporu:

Potrzebne zagłębienie ścianki zostanie wyznaczone z równowagi momentów względem punktu zaczepienia ściągu A (ΣMA = 0)

Wartość wypadkowej odporu efektywnego:

Wartość siły w ściągu S wyznaczona zostanie z równowagi sił poziomych (ΣX = 0):

W celu określenia wartości maksymalnego momentu zginającego Mmax należy znaleźć miejsce

zerowania się sił tnących w ściance - T(ym) = 0.

Miejsce zerowania się sił tnących znajduje się pomiędzy punktami 3 i 4.

Równanie parcia gruntu i wody pomiędzy punktami 3 i 4:

wypadkowa:

Równanie sił tnących:

Wielkości pomocnicze do dalszych obliczeń:

Wartość maksymalnego momentu zginającego w ściance:

Wartość obliczeniowa momentu (do wymiarowania profilu ścianki):

zagłębienie ścianki:

zagłębienie ścianki przyjęte do wykonania:

3.2.WARIANT II- ścianka szczelna dołem utwierdzona w gruncie

Wypadkowe po stronie parcia:

Wypadkowe po stronie odporu:

Równania odporu efektywnego i jego wypadkowej są również takie same jak w wariancie I:

Ścianka została myślowo podzielona na dwie belki połączone wzajemnie przegubem w punkcie B (założenie przybliżone).

Wartość siły S w ściągu wyznaczona zostanie z równowagi momentów względem punktu B,

a wartość reakcji RB z równowagi momentów względem punktu A dla górnej belki:

Sprawdzenie:
spełnione

Potrzebne zagłębienie t_c* ścianki zostanie wyznaczone z równowagi momentów względem punktu C dla dolnej belki (ΣMC = 0)

Po rozwiązaniu równania otrzymano wynik:

W celu określenia wartości maksymalnego momentu zginającego w górnej belce M1max należy

znaleźć miejsce zerowania się sił tnących w tej belce - T(y1m) = 0.

Miejsce zerowania się sił tnących znajduje się pomiędzy punktami 3 i 4.

Równanie parcia gruntu i wody pomiędzy pkt. 3 i 4 oraz wypadkowej - takie same jak w wariancie I:

wypadkowa:

Równanie sił tnących:

Wielkości pomocnicze do dalszych obliczeń:

Wartość maksymalnego momentu zginającego w ściance:

W celu określenia wartości maksymalnego momentu zginającego w dolnej belce M2max należy

znaleźć miejsce zerowania się sił tnących w tej belce - T(y2m) = 0.

Równanie sił tnących:

Wartość maksymalnego momentu zginającego w dolnej belce:

Spośród momentów M1max i M2max większą bezwzględna wartość uzyskał moment M1max:

Wartość obliczeniowa momentu zginającego i siły w ściągu (do wymiarowania elementów):

Zagłębienie całkowite ścianki w gruncie poniżej dna basenu:

Zagłębienie ścianki przyjęte do wykonania:

4. WYMIAROWANIE ELEMENTÓW ŚCIANKI

Obliczenia dla schematu ścianki wolnopodpartej:

Do obliczeń przyjęto:

głębokość wbicia ścianki:

Wymiarowanie profilu ścianki:

Przyjęto stal St3S o wytrzymałości obliczeniowej

Potrzebny wskaźnik wytrzymałości:

Przyjęto profil ścianki: PU20 o

Długość brusów:

l=10m

Ilość zużytej stali na 1m:

Obliczenia dla schematu ścianki utwierdzonej dołem:

Do obliczeń przyjęto:

głębokość wbicia ścianki:

Wymiarowanie profilu ścianki:

Przyjęto stal St3S o wytrzymałości obliczeniowej

Potrzebny wskaźnik wytrzymałości:

Przyjęto profil ścianki: PU16 o

Długość brusów:

l=10m

Ilość zużytej stali na 1m

Porównanie masy brusów dla dwóch wariantów:

Ścianka wolnopodparta:

Ścianka dołem utwierdzona:

Do dalszych obliczeń wybrano ściankę dołem utwierdzoną w gruncie.

4.1.Wymiarowanie kleszczy:

Przyjęto stal St3S o wytrzymałości obliczeniowej

- przyjęto rozstaw ściągów co l=2,4m (co 2 moduły brusów)

- maksymalny moment powstający w kleszczach

-wskaźnik wytrzymałości kleszczy:

przyjęto ceowniki 240E o

Warunek nośności:

gdzie:

m-współczynnik bezpieczeństwa m=1,15

warunek spełniony

4.2. Wymiarowanie elementów rozciąganych

Wymiarowanie ściągu:

Przyjęto stal St3S o wytrzymałości obliczeniowej

dla R_e≤355MPa γ_s=1,15

-Rozstaw ściągu:

n-liczba brusów przypadająca na 1 ściąg

b-szerokośc brusa

-Siła działająca w pojedynczym ściągu:

-Przekrój ściągu:

-Minimalna średnica pręta:

-przyjęto pręt o d=5cm

Dla przyjętej średnicy ściągu sprawdzamy warunek nośności ściągu na rozciąganie:

warunek spełniony

Obliczenie śrub mocujących kleszcze do brusów:

-Siła działająca w śrubie:

gdzie:

l₁-rostaw śrub mocujących kleszcze do brusów

klasa 4,8(4)

R_m=420MPa

R_e=320MPa

Wybrano śrubę M36 o A_s=8,17cm²

sprawdzamy warunek:

warunek spełniony

Wymiarowanie śruby rzymskiej

Względem dobranego ściągu o średnicy d=50mm dobrano nakrętkę napisanającą rzymską o średnicy wewnętrznej 50mm i średnicy zewnętrznej 70mm

5. Obliczenia zakotwienia ścianki

Przyjęto zakotwienie blokowe. Wymiary bloku: 1,2x1,2x1,5m. Rozstaw co 2,4m.

b=1,2m

a=2,4m

H= 2,1[m]

h=1,2[m]

Szerokość bz stref oddziaływania odporu można wyznaczyć za pomocą

współczynnika empirycznego β:

H/h	1	2	1,75
β	2,1	2,3	2,25

Jednostkowe wartości odporu:

bz > a wartość wypadkowej odporu obliczamy ze wzoru:

Parcie gruntu Ea przyjmuje się jako graniczne o współczynniku Ka obliczonym dla δa = 0.

Wartości jednostkowe parcia:

wartość wypadkowa parcia:

Nośność kotwiąca bloku jest sumą poszczególnych sił:

gdzie:

Q1 = Eph , Q2 = Ea - oblicza się tak samo jak dla płyt kotwiących

Q3 = G1⋅tgδ, G1 - ciężar gruntu nad blokiem, δ - kąt tarcia gruntu o ściany bloku (δ ≈ 0.5φ)

Q4 = (G1 +⋅G2) tgδ, G2 - ciężar bloku, dla bloków monolitycznych można tu przyjmować δ = φ

Q5 = E0 tgδ, E0 - parcie spoczynkowe gruntu działające na ściany boczne bloku,

W przypadku małej odległości między blokami (a < bz) siły Q3 i Q5 mogą w ogóle nie zadziałać, gdyż grunt miedzy blokami i nad nimi będzie się przemieszczał razem z blokami.

Warunek nośności zakotwienia przedstawia się następująco:

warunek spełniony

5. OBLICZENIA ZAKOTWIENIA ŚCIANKI:

F- miejsce maksymalnego momentu:

przyjęto
.

6. OBLICZENIA STATECZNOŚCI ŚCIANKI METODĄ KRANZA

Wartości jednostkowe parcia na blok kotwiący:

Parcie od gruntu i wody:

1)

2)
spełnione

7. RYSUNKI TECHNICZNE

Rys.1. Przekrój pionowy przez konstrukcję z warunkami geotechnicznymi

Rys.2. Przekrój poziomy ścianki szczelnej

Rys.3. Przekroje szczegółów konstrukcji

Rys.4. Ściąg wraz z zakotwieniem

23

Dorota Gabrysiak gr.6, sem IV

Fundamentowanie - projekt ścianki szczelnej

Strona

wilgotny

---