Fundament pośredni.

1. Warunki gruntowo-wodne i zestawienie parametrów geotechnicznych podłoża.

W osi fundamentu od powierzchni terenu do głębokości 3,70 m występuje warstwa gliny piaszczystej z grupy genetycznej C o stopniu plastyczności równym 0,70. Na głębokości od 3,70 m do 6,40 m zalega warstwa gliny piaszczystej zwięzłej z grupy genetycznej B o stopniu plastyczności 0,50. Następną warstwą od głębokości 6,40 m jest glina piaszczysta zwięzła z grupy genetycznej B o stopniu plastyczności 0,10. Spągu warstwy nie stwierdzono. Swobodnego zwierciadła wody gruntowej nie stwierdzono.

Zestawienie parametrów geotechnicznych podłoża w tabeli 1.

2. Wybór technologii robót fundamentowych (palowych).

Do wykonania robót fundamentowych wybrano pale wiercone w rurze obsadowej wyciąganej, betonowane metodą „Contractor”.

Uzasadnienie wyboru:

• technologia jest powszechnie wykorzystywana do wykonywania pali wielkośrednicowych

• metoda znajduje zastosowanie głównie do wykonywania pali w gruntach spoistych od zwartych do twardoplastycznych oraz niespoistych zagęszczonych

• metoda może być z powodzeniem stosowana w terenie zabudowanym

• stosunkowo niski poziom hałasu podczas wykonywania robót w porównaniu z palami wbijanymi

• uzyskuje się pale wysokiej jakości i średniej nośności (mieszanka betonowa przygotowywana w wytwórni)

• dzięki stosowaniu rury obsadowej uzyskuje się pale o regularnym kształcie przekroju

• metoda skutecznie zabezpiecza przed wdarciem się wody gruntowej do odwiertu

• rury obsadowe są wielokrotnego użytku

• istnieje możliwość zastąpienia wyciąganej rury obsadowej zawiesiną iłową - bentonitem (w takim przypadku odwiert nie jest wypełniany wodą tylko bentonitem, betonowanie odbywa się w taki sam sposób)

• napotkane podczas wiercenia kamienie, gruz itp. nie stanowią przeszkody dla wiertła, w przeciwieństwie do pali wbijanych, które mogę „zejść z pożądanego kursu”

Fundament I.

3. Obliczenie udźwigu i strefy aktywnej pojedynczego pala wraz z graficzną interpretacją współczynników q^(r) i t^(r) wg PN-83/B-02482 [1].

1. Fundament I

• Dane:

L=9,00 m (głębokość osadzenia pali w gruncie mierzony od powierzchni terenu)

D=0,50 m (średnica pali)

S_p=1,0 (współczynnik technologiczny wg [1] tablica 4 punkt 4a, dla warstwy bezpośrednio pod podstawą pala)

S_s=0,9 (współczynnik technologiczny wg [1] tablica 4 punkt 4a; dla wszystkich występujących warstw współczynnik przybiera tą samą wartość)

Q_n=6222,00 kN (obciążenie charakterystyczne siłą osiową)

g=9,81 m/s² (przyspieszenie ziemskie)

• Obciążenie obliczeniowe:

• Obliczenie powierzchni pobocznicy i podstawy pala:

• Powierzchnia pobocznicy w warstwie Gp do głębokości h₁=3,70 m:

• Powierzchnia pobocznicy w warstwie Gpz od głębokości 3,70 m do 5,00 m, h_2a=1,30 m:

• Powierzchnia pobocznicy w warstwie Gpz od głębokości 5,00 m do 6,40 m, h_2b=1,40 m:

• Powierzchnia pobocznicy w warstwie Gpz od głębokości 6,40 m do 9,00 m, h₃=2,60 m:

• Całkowita powierzchnia pobocznicy pala (do głębokości 9,00 m):

• Powierzchnia podstawy pala (w warstwie Gpz na głębokości 9,00 m):

• Charakterystyczny opór gruntu pod podstawą pala (rys. 1):

q ⁽ⁿ⁾=1548,00 [kPa]

• Charakterystyczny opór gruntu wzdłuż pobocznicy pala (rys. 2a-d):

t₁⁽ⁿ⁾=6,438 [kPa]

t_2a⁽ⁿ⁾=21,75 [kPa]

t_2b⁽ⁿ⁾=25,00 [kPa]

t₃⁽ⁿ⁾=45,00 [kPa]

• Obliczeniowy opór gruntu pod podstawą pala:

• Obliczeniowy opór gruntu wzdłuż pobocznicy pala:

• Obliczeniowa nośność pala:

• Opór podstawy pala

• Opór pobocznicy pala

• Obliczenie obliczeniowej nośności pala

• Strefa naprężeń pala (strefa aktywna pala) rys. 3:

α₁=1° tgα₁=0,017 h₁=3,70 m

α₂=4° tgα₂=0,070 h₂=2,70 m

α₃=4° tgα₃=0,070 h₃=2,60 m

4. Określenie potrzebnej ilości pali i sposobu ich rozmieszczenia.

1. I stan graniczny nośności:

• Sprawdzenie potrzebnej nośności fundamentu i określenie potrzebnej ilości pali:

m=0,9 (współczynnik korekcyjny ze względu na liczbę pali)

n=16 (potrzebna liczba pali)

Pożądaną nośność można uzyskać już przy 15 palach, jednak aby obciążenie przypadające na poszczególne pale było w miarę możliwości jednakowe, przyjęto liczbę pali równą 16, co pozwoli zaprojektować fundament symetryczny.

• Sposób rozmieszczenia pali i wymiary oczepu - rys. 4.

Przyjęto:

(rozstaw pali w osiach; [dla pali dłuższych niż 7,00 m])

(wysokość oczepu)

h=1,00 m

(szerokość oczepu)

(długość oczepu)

Przy tak dobranym rozstawie pali strefy naprężeń poszczególnych pali nie zachodzą na siebie.

2. II stan graniczny użytkowalności:

• Wymiary fundamentu zastępczego w poziomie posadowienia pali:

(szerokość fundamentu zastępczego)

(długość fundamentu zastępczego)

(wzajemny stosunek wymiarów fundamentu

zastępczego)

• Zestawienie obciążeń w poziomie posadowienia pali (głębokość 9,00 m):

• Obliczenie ciężaru oczepu

γ_b⁽ⁿ⁾=24,00 kN/m³ (ciężar objętościowy betonu zbrojonego)

(objętość oczepu)

(obciążenie charakterystyczne ciężarem oczepu)

(obciążenie obliczeniowe ciężarem oczepu)

• Obliczenie ciężaru pali

Zgodnie z [1] w przypadku zastosowania pali wierconych przy obliczaniu osiadań fundamentu palowego ciężar pali należy pominąć.

• Zestawienie obciążeń obliczeniowych (na głębokości 9,00 m):

• Obliczenie naprężeń pierwotnych (rys. 5).

• Obliczenie naprężeń od obciążenia zewnętrznego w poziomie posadowienia fundamentu zastępczego:

Wykres naprężeń od obciążenia zewnętrznego rys. 6.

• Wyznaczenie dna bryły ściśliwej rys. 6.

Przyjęto do obliczeń L'/B'=1,00

Tabela2a. Wyznaczenie dna bryły ściśliwej.

z	z/B'	ηm	σq	σzρ	0,3⋅σzρ
[m]	[-]	[-]	[kPa]	[kPa]	[kPa]
0,00	0,00	1,00	150,10	181,81	54,54
0,74	0,10	0,98	147,10	197,52	59,26
1,48	0,20	0,95	142,59	213,23	63,97
2,21	0,30	0,86	129,08	228,94	68,68
2,95	0,40	0,77	115,58	244,65	73,40
3,69	0,50	0,70	105,07	260,36	78,11
4,43	0,60	0,60	90,06	276,07	82,82
5,17	0,70	0,52	78,05	291,78	87,53
5,90	0,80	0,45	67,54	307,49	92,25
6,64	0,90	0,38	57,04	323,20	96,96
7,38	1,00	0,34	51,03	338,91	101,67
4,75	0,64	0,57	84,88	282,93	84,88

Przyjęto: z_max=4,80 m (dno bryły ściśliwej)

• Obliczenie osiadań fundamentu palowego:

s - osiadania całkowite

s' - osiadania pierwotne

s'' - osiadania wtórne

Ponieważ nie ma osiadań wtórnych więc wzór ulega uproszczeniu:

s_ex - osiadania w fazie eksploatacji

Tabela 3a. Wyznaczenie wartości osiadań fundamentu.

Lp.	Rodzaj gruntu	M0	M	h	z	z/B'	ηm	σq	s'	s''	s	sex
		[kPa]	[kPa]	[m]	[m]	[-]	[-]	[kPa]	[cm]	[cm]	[cm]	[cm]
1.	Gpz IL=0,10	37000,00	49333,00	2,40	1,20	0,16	0,96	144,09	0,0093	0,0000	0,0093	0,0047
2.							2,40	3,60	0,49	0,71	106,57	0,0069	0,0000	0,0069	0,0035
										RAZEM	0,0163	0,0081

Wszystkie grunty pod fundamentem są gruntami spoistymi o I_L>0,00, więc zgodnie z [1] 50% obliczonych osiadań s należy do fazy eksploatacji obiektu s_ex.

• Sprawdzenie warunku normowego dopuszczalnych wartości osiadań dla hal przemysłowych:

[s]≤[s_dop]=5,00 cm (wartość dla hal przemysłowych)

0,0163≤5,00 [cm]

Warunek dopuszczalnych osiadań spełniony.

Zaprojektowany fundament palowy przy zadanych warunkach eksploatacji spełnia warunki normowe.

5. Opis technologii robót fundamentowych.

Pale wiercone w rurze obsadowej wyciąganej, betonowane metodą „Contractor”.

Etapy wykonawstwa:

1. przygotowanie terenu do robót fundamentowych (oczyszczenie terenu, roboty ziemne)

2. rozpoczęcie robót fundamentowych (wykonanie pali)

3. wciskanie w grunt rury obsadowej z jednoczesnym wydobywaniem gruntu z wnętrza i dolewaniem wody do rury (uwaga: rura powinna wyprzedzać wiercenie, poziom wody w rurze powinien być wyższy niż poziom wody w gruncie; rura obsadowa składana z odcinków o długości do 6,00 m)

4. wprowadzenie zbrojenia do wnętrza rury wypełnionej wodą (należy zapewnić odpowiednie zbrojenie wychodzące z pala do zakotwienia w oczepie)

5. wprowadzenie do wnętrza rury obsadowej rury do betonowania podwodnego tzw. metodą „Contractor”

6. betonowanie pala z jednoczesnym podciąganiem rury obsadowej i rury „Contractor” (rura „Contractor” powinna być cały czas zanurzona w betonie na minimum 1,50 m, beton od dołu wypiera wodę)

7. wylanie warstwy chudego betonu pod oczep

8. wykonanie zbrojenia i zabetonowanie oczepu (należy zadbać o odpowiednie zakotwienie pali w oczepie)

7

---