POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Inżynierii Lądowej
INSTYTUT DRÓG I MOSTÓW Zakład Geotechniki i Budowli Podziemnych
Geotechnika 2
Ćwiczenie projektowe nr 3
Temat :	Osiadanie fundamentu (stopy fundamentowej). Wpływ naprężeń od fundamentu sąsiedniego.
Imię i nazwisko:
Data wykonania: 05.12.2007 r.		Grupa dziekańska	KBI	Rodzaj studiów	Zaoczne
				Rok akademicki	2007/08	Semestr	VII
Prowadzący zajęcia: mgr inż. Tadeusz Maruszyński
Ocena:

1. CZĘŚĆ OPISOWA

1. Podstawa opracowania

• Dane prowadzącego zajęcia „Geotechnika II” mgr inż. T. Maruszyńskiego

• PN-81/B-03020 „Grunty budowlane - Posadowienie bezpośrednie budowli - - Obliczenia statyczne i projektowanie”

• „Projekt posadowienia bezpośredniego. Stopa fundamentowa”

październik 2007

2. Zakres opracowania

• Obliczenie osiadania fundamentu „A” z uwzględnieniem wpływu sąsiedniego fundamentu „B”

• Wykonanie wykresu naprężeń pod środkiem fundamentu „A” zawierający przyrost naprężeń od fundamentu sąsiedniego „B”

• Sprawdzenie normowego warunku:
  ograniczającego zasięg strefy aktywnej. Określenie głębokości strefy aktywnej.

• Określenie głębokości pod środkiem fundamentu „A”, na której wartość naprężeń od fundamentu sąsiedniego „B” zaczynają się zmniejszać

3. Podstawowe oznaczenia i określenia (wg PN-81/B-03020)

3.1. Cechy gruntów

- wartość charakterystyczna parametru geotechnicznego

- wartość obliczeniowa parametru geotechnicznego

- gęstość objętościowa gruntu [g/cm³]

- spójność gruntu [kPa]

- kąt tarcia wewnętrznego gruntu [ 1^o ]

- moduł pierwotnego (ogólnego) odkształcenia gruntu [kPa]

- moduł wtórnego (sprężystego) odkształcenia gruntu [kPa]

- edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (ogólnej) [kPa]

- edometryczny moduł ściśliwości wtórnej (sprężystej) [kPa]

- stopień zagęszczenia gruntu niespoistego

- stopień plastyczności gruntu spoistego

3.2. Naprężenia i przemieszczenia

- naprężenie pierwotne w podłożu na głębokości z poniżej poziomu posadowienia fundamentu [kPa]

- naprężenie pierwotne w podłożu w poziomie posadowienia [kPa]

- naprężenie w podłożu od obciążenia zewnętrznego [kPa]

- naprężenie wtórne [kPa]

- naprężenie dodatkowe [kPa]

- odprężenie podłoża [kPa]

- osiadanie fundamentu [cm]

- osiadanie wtórne warstwy gruntu [cm]

- osiadanie pierwotne warstwy gruntu [cm]

3.3. Cechy geometryczne

- szerokość prostokątnej podstawy fundamentu (krótszy bok) [m]

- długość prostokątnej podstawy fundamentu (dłuższy bok) [m]

- zagłębienie mierzone od poziomu posadowienia [m]

- głębokość warstwy gruntu [m]

3.4. Współczynniki

- wsp. rozkładu naprężenia w podłożu

- wsp. pod narożem prostokątnego obszaru obc. równomiernie

- wsp. pod środkiem fundamentu o podstawie prostokątnej

- wsp. uwzględniający czas trwania robót budowlanych

3.5. Symbole gruntów (występujących w projekcie)

- piaski drobne

- piaski średnie

- piaski pylaste

- ił pylasty

- ił

- glina

3.6. Inne

- przyspieszenie ziemskie [m/s²]

4. Dane do projektowania

4.1. Parametry geotechniczne gruntu (wg projektu nr 1)

tabl. 1

Rodzaj gruntu	parametr	ρd	u	cu
				[g/cm^3]	[1^o]	[kPa]
Ps^(w)		1,80	32,00	0,0
Pd^(w)		1,75	29,50	0,0
J^(^D^		1,80	7,70	39,0
P		1,75	30,0	0,0
J^(D)		2,00	10,3	49,0
G^(B)		2,05	20,5	37,0

4.2. Wymiary fundamentu „A” (wg projektu nr 1)

Do dalszych obliczeń przyjęto wymiary w planie stopy fundamentowej z projektu nr 1 „Projekt posadowienia bezpośredniego. Stopa fundamentowa”:

głębokość posadowienia: 1,00m

4.3. Usytuowanie fundamentów

Usytuowanie fundamentów sąsiadujących ze sobą: „A” i „B” przedstawione jest na rysunku nr 2 „Szkic usytuowania fundamentów „A” i „B” ” w części rysunkowej projektu.

Przyjęto, że oba fundamenty mają ten sam poziom posadowienia.

Naprężenia w podłożu w poziomie posadowienia od obciążenia zewnętrznego:

• fundament „A” -
  

• fundament „B” -
  

2. CZĘŚĆ OBLICZENIOWA

1. Obliczenie wartości naprężeń od fundamentu sąsiedniego „B” pod środkiem fundamentu „A”

Obliczenie wartości naprężeń pod środkiem fundamentu „A” przeprowadzamy metodą punktów narożnych.

Schemat podziału na „wirtualne” prostokąty przedstawiony jest na rysunku nr 3.

Obliczenia dla z=1,0 m ;

Pozostałe wyniki dla poszczególnych głębokości przedstawiono w poniższej tabeli:

Tablica 2

H	z	ηm1	ηm2	ηm3	ηm4	σ1	σ2	σ3	σ4	σzq
1,0	0,0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
2,0	1,0	0,249	0,250	0,248	0,249	87,15	87,50	86,80	87,15	0,70
2,2	1,2	0,248	0,250	0,247	0,249	86,80	87,50	86,45	87,15	0,70
3,0	2,0	0,241	0,250	0,239	0,247	84,35	87,50	83,65	86,45	1,75
4,0	3,0	0,227	0,250	0,221	0,241	79,45	87,50	77,35	84,35	5,25
4,8	3,8	0,212	0,250	0,203	0,233	74,20	87,50	71,05	81,55	9,10
5,0	4,0	0,208	0,250	0,198	0,231	72,80	87,50	69,30	80,85	10,15
6,0	5,0	0,190	0,250	0,174	0,220	66,50	87,50	60,90	77,00	16,10
7,0	6,0	0,172	0,249	0,151	0,207	60,20	87,15	52,85	72,45	22,05
8,0	7,0	0,156	0,249	0,130	0,194	54,60	87,15	45,50	67,90	28,35
8,5	7,5	0,149	0,248	0,121	0,188	52,15	86,80	42,35	65,80	30,80
9,0	8,0	0,142	0,248	0,112	0,182	49,70	86,80	39,20	63,70	33,60
10,0	9,0	0,13	0,247	0,097	0,170	45,50	86,45	33,95	59,50	38,50
11,0	10,0	0,12	0,246	0,085	0,159	42,00	86,10	29,75	55,65	42,70
12,0	11,0	0,11	0,245	0,074	0,149	38,50	85,75	25,90	52,15	46,20
13,0	12,0	0,103	0,244	0,065	0,14	36,05	85,40	22,75	49,00	49,70
14,0	13,0	0,096	0,242	0,058	0,132	33,60	84,70	20,30	46,20	51,80
15,0	14,0	0,09	0,241	0,051	0,124	31,50	84,35	17,85	43,40	54,60
16,0	15,0	0,084	0,239	0,046	0,117	29,40	83,65	16,10	40,95	56,00
17,0	16,0	0,079	0,237	0,041	0,111	27,65	82,95	14,35	38,85	57,40
18,0	17,0	0,075	0,235	0,037	0,105	26,25	82,25	12,95	36,75	58,80
19,0	18,0	0,071	0,232	0,034	0,100	24,85	81,20	11,90	35,00	59,15
20,0	19,0	0,067	0,230	0,031	0,095	23,45	80,50	10,85	33,25	59,85
21,0	20,0	0,063	0,227	0,028	0,091	22,05	79,45	9,80	31,85	59,85
22,0	21,0	0,06	0,225	0,025	0,086	21,00	78,75	8,75	30,10	60,90
23,0	22,0	0,058	0,222	0,023	0,083	20,30	77,70	8,05	29,05	60,90
24,0	23,0	0,055	0,220	0,022	0,079	19,25	77,00	7,70	27,65	60,90
25,0	24,0	0,052	0,217	0,02	0,075	18,20	75,95	7,00	26,25	60,90
26,0	25,0	0,05	0,215	0,019	0,072	17,50	75,25	6,65	25,20	60,90
26,15	25,15	0,05	0,213	0,0185	0,072	17,50	74,55	6,48	25,20	60,38
26,5	25,5	0,049	0,211	0,018	0,071	17,15	73,85	6,30	24,85	59,85
27,0	26,0	0,048	0,209	0,017	0,069	16,80	73,15	5,95	24,15	59,85
28,0	27,0	0,046	0,206	0,016	0,067	16,10	72,10	5,60	23,45	59,15
29,0	28,0	0,044	0,203	0,015	0,064	15,40	71,05	5,25	22,40	58,80
30,0	29,0	0,042	0,199	0,014	0,061	14,70	69,65	4,90	21,35	58,10

Z powyższych obliczeń wynika, że naprężenia pod środkiem fundamentu „A” od fundamentu sąsiedniego „B” zaczynają się zmniejszać od głębokości 26,15 m poniżej poziomu terenu, czyli 25,15 m poniżej poziomu posadowienia.

Wykres naprężeń od sąsiedniego fundamentu „B” znajduje się na rysunku nr 4.

2. Sprawdzenie normowego warunku:
   ograniczającego zasięg strefy aktywnej

W poniższej tabeli zamieszczono zebrane wyniki obliczeń wg wzorów:

Ciężar warstwy gruntu:

gdzie:

Naprężenia pierwotne:

- dla poziomu posadowienia

Naprężenie wtórne:

Naprężenia od obciążenia zewnętrznego:

Naprężenia dodatkowe:

tablica 3

Grunt	H	ρ	γ	σzρ	z	z/B	ηs	σzs	σzq	σzd		0,3σzs
		[m]	[g/cm3]	[kN/m3]	[kPa]	[m]	[-]	[-]	[kPa]	[kPa]	[kPa]		[kPa]
	Ps	1,0	1,80	17,66	17,66	0,0	0,00	1,000	17,66	250,00	232,34	>	5,30
		2,0					35,32	1,0	0,42	0,783	27,65	195,75	168,10	>	10,59
Pd	2,2	1,75	17,17	38,75	1,2	0,50	0,701	27,16	175,25	148,09	>	11,62
J^(^D^	3,0	1,80	17,66	52,88	2,0	0,83	0,428	22,63	107,00	84,37	>	15,86
P	4,0	1,80	17,66	70,53	3,0	1,25	0,241	17,00	60,25	43,25	>	21,16
				4,8			84,66	3,8	1,58	0,163	13,80	40,75	26,95	>	25,40
J^(D)	5,0	1,75	17,17	88,09	4,0	1,67	0,149	13,13	37,25	24,12	<	26,43

3. Obliczenie osiadania fundamentu „A” z uwzględnieniem wpływu fundamentu sąsiedniego „B”

Obliczenia wykonano wg wzorów:

Osiadanie wtórne warstwy :

Osiadanie pierwotne warstwy z uwzględnieniem wpływu sąsiedniego fundamentu:

Osiadanie warstwy podłoża:

tablica 4

Grunt	H	hi	M0	Mi	σzs	σzd	Δσ	s"	s'	s
		[m]	[cm]	[kPa]	[kPa]	[kPa]	[kPa]	[kPa]	[cm]	[cm]	[cm]
	Ps	1,0	-	74600	82889	17,66	250,00	232,34	-	-	-
		2,0	100	74600	82889	27,65	195,75	168,10	0,033	0,016	0,050
Pd	2,2	20	50000	62500	27,16	175,25	148,09	0,009	0,019	0,028
J^(^D^	3,0	80	16200	20250	22,63	107,00	84,37	0,089	0,034	0,123
P	4,0	100	71400	89250	17,00	60,25	43,25	0,019	0,004	0,023
		4,8	80	71400	89250	13,80	40,75	26,95	0,012	0,003	0,016
J^(D)	5,0	20	25000	31250	13,13	37,25	24,12	0,008	0,009	0,017
										0,257

Ogólny warunek normowego osiadania (przemieszczenia) obiektu

Dopuszczalne osiadanie hali przemysłowej zgodnie z PN:

Sprawdzenie warunku osiadania obiektu:

warunek został spełniony

4. Ostateczne wyniki obliczeń

• osiadanie budynku
  warunek spełniony

• głębokość ograniczająca zasięg strefy aktywnej : z=4,0 m

• głębokość na której zmniejszają się naprężenia od sąsiedniego fundamentu : z= 25,15 m

3. CZĘŚĆ RYSUNKOWA

Spis rysunków

1. Rysunek nr 1 - profil geotechniczny pod fundamentem „A”

2. Rysunek nr 2 - szkic usytuowania fundamentów „A” i „B”

3. Rysunek nr 3 - schemat obliczenia naprężeń od fundamentu „B” pod środkiem fundamentu „A” (metoda punktów narożnikowych)

4. Rysunek nr 4 - naprężenia pod środkiem fundamentu „A” od naprężeń od sąsiedniego fundamentu „B”

5. Rysunek nr 5 - rozkład naprężeń pod środkiem fundamentu „A”

2

---