Politechnika Poznańska

Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska

Zakład Geotechniki i Geologii Inżynierskiej

Ścianka szczelna

wykonał: Szymon Glapiński

grupa: B4

semestr: IV

rok akademicki: 2008/2009

1. Warunki wodno-gruntowe; parametry geotechniczne gruntu:

Należy zaprojektować zabezpieczenie wykopu o głębokości 8,5 m z obciążeniem naziomu o wartości q=26 kPa ścianką szczelną.

Warunki gruntowo-wodne:

- piasek drobny Pd mało wilgotny, w stanie średniozagęszczonym o I_D=0,60 o miąższości 2,60 m

- piasek gliniasty Pg w stanie twardoplastycznym o I­_L=0,23 o miąższości 3,00 m

- piasek średni Ps w stanie średniozagęszczonym o I_D=0,55, którego spągu nie stwierdzono

Nie nawiercono wody gruntowej, mogącej powodować dodatkowe parcie lub przebicie hydrauliczne dna wykopu.

lp. warstwy	rzędne stropu i spągu warstwy	miąższość	rodzaj gruntu	wilgotność	grupa genetyczna	ID IL	stan gruntu	rs	r	wn	Fu	0,5CU
-	[m]	[m]	-	-	-	-	-	[t/m3]	[t/m3]	[%]	[°]	[kN/m2]
								PN-81/B-03020 tab. 1	PN-81/B-03020 tab. 1	PN-81/B-03020 tab. 1	PN-81/B-03020 rys. 3, rys. 4	PN-81/B-03020 rys. 5
	0,00		Pd	mw	-	0,60	szg	2,65	1,65	6,0	31,0	-
1		2,60
	2,60
	2,60												Pg	-	C	0,23	tpl	2,65	2,15	13,0	13,8	7,0
2		3,00
	5,60
	5,60												Ps	w	-	0,55	szg	2,65	1,85	14,0	33,4	-
3		6,40
	12,00

2. Obliczenie czynnego oraz biernego parcia gruntu na ściankę szczelną:

• Jednostkowe parcie czynne:

• Jednostkowe parcie bierne:

gdzie:

- głębokość poniżej załomu [m]

- ciężar objętościowy [kN/m³]

- spójność [kN/m²]

K_a, K_p - współczynniki parcia

• Współczynniki parcia:

gdzie:

- kąt tarcia wewnętrznego gruntu [°]

Grunt	Współczynnik parcia czynnego Ka	Współczynnik parcia biernego Kp
Pd	0,320	3,124
Pg	0,615	1,627
Ps	0,290	3,449

• Parcie czynne

Pd	0	26	8,32	0	0	8,32
	2,60			13,73	0	22,05
Pg	2,60	68,9	42,37	0	-10,98	31,39
	5,60			39,67	-10,98	71,06
Ps	5,60	133,4	38,69	0	0	38,69
	8,50			15,56	0	54,25
	12,00			34,34	0	73,03

• Parcie bierne

Pd	0	-	-	-	-	-
	2,60			-	-	-
Pg	2,60	-	-	-	-	-
	5,60			-	-	-
Ps	5,60	-	-	-	-	-
	8,50			0	0	0
	12,00			408,36	0	408,36

• Parcie wypadkowe:

Pd	0	8,32
	2,60	22,05
Pg	2,60	31,39
	5,60	71,06
Ps	5,60	38,69
	8,50	54,25
	12,00	-335,33

• Podział wykresu na paski i zamiana na siły skupione:

Wys. paska [m]	Głębokość [m]	Wartość graniczna [kPa]	Siła	Wartość siły [kN]
-	0	8,32	-	-
0,65	0,65	11,75	P1	6,523
0,65	1,30	15,19	P2	8,756
0,65	1,95	18,62	P3	10,988
0,65	2,60	22,05	P4	13,218
-	2,60	31,39	-	-
0,75	3,35	41,31	P5	27,263
0,75	4,10	51,23	P6	34,703
0,75	4,85	61,14	P7	42,139
0,75	5,6	71,06	P8	49,575
-	5,6	38,69	-	-
0,725	6,325	42,58	P9	29,460
0,725	7,05	46,47	P10	32,281
0,725	7,775	50,36	P11	35,101
0,725	8,50	54,25	P12	37,921
-	8,50	54,25	-	-
0,875	9,375	-43,15	P13	4,856
0,875	10,25	-140,54	P14	80,364
0,875	11,125	-237,94	P15	165,585
0,875	12	-335,33	P16	250,806

• Zamiana wykresu momentów na obciążenia wtórne, które zastępujemy układem sił skupionych wtórnych:

Siła	Wartość siły [kNm ]
A4	65,885
A5	523,107
A6	763,236
A7	783,185
A8	634,302
A9	436,282
A10	232,028
A11	65,019
A12	12,741
A13	62,757
A14	259,029
A15	232,759
A16	624,668

3. Wyznaczenie momentów zginających i sił w elementach podpierających:

a) wyznaczenie z wykresu parć wypadkowych położenia punktu, gdzie wypadkowe parcie jest równe zero - parametr u.




b) odczytanie z rysunku m_max i H_o:

• ścianka jednokrotnie kotwiona wolno podparta w gruncie:







• ścianka jednokrotnie kotwiona utwierdzona w gruncie:







c) obliczenie maksymalnego momentu zginającego: M_max=m_max∙H_o:




• ścianka jednokrotnie kotwiona wolno podparta w gruncie:




• ścianka jednokrotnie kotwiona utwierdzona w gruncie:




d) odczytanie głębokości x (odległość od punktu „zerowych parć wypadkowcych” do spodu paska, w obrębie którego jest punkt styczności zamykającej z wielobokiem sił):

• ścianka jednokrotnie kotwiona wolno podparta w gruncie:

x=1,26 m

• ścianka jednokrotnie kotwiona utwierdzona w gruncie:

x=2,14 m

e) obliczenie głębokości wbicia ścianki szczelnej t=u+1,2x




• ścianka jednokrotnie kotwiona wolno podparta w gruncie:

t=0+1,2*1,26=1,51 m

• ścianka jednokrotnie kotwiona utwierdzona w gruncie:

t=0+1,2*2,14=2,57 m

f) odczytanie R_A z wieloboku sił:

• ścianka jednokrotnie kotwiona wolno podparta w gruncie:




• ścianka jednokrotnie kotwiona utwierdzona w gruncie:




4. Wymiarowanie elementów ścianki szczelnej i kotew:

a) obliczenie długości brusa H_B = H_S + t (H_S = 8,50 m):

• ścianka jednokrotnie kotwiona wolno podparta w gruncie:




• ścianka jednokrotnie kotwiona utwierdzona w gruncie:




b) przyjęcie przekroju ścianki jednokrotnie kotwionej wolno podpartej w gruncie:

• maksymalny moment zginający:







• wskaźnik wytrzymałości ścianki:




f_yd - obliczeniowa wytrzymałość stali (dla stali St3S f_yd = 210 MPa)




• Przyjęto profil L604 o W_x = 1820 cm³ i b = 600 mm

c) przyjęcie przekroju ścianki jednokrotnie kotwionej utwierdzonej w gruncie:

• maksymalny moment zginający:







• wskaźnik wytrzymałości ścianki:




f_yd - obliczeniowa wytrzymałość stali (dla stali St3S f_yd = 210 MPa)




• Przyjęto profil L22 o W_x = 1250 cm³ i b = 500 mm

---