KONSTRUKCJE OPOROWE

1. Pojęcia podstawowe.

Ściany oporowe - budowle utrzymujące w stanie statecznym uskok naziomu gruntów rodzimych lub nasypowych, albo innych materiałów rozdrobnionych.

Rys.1. Rodzaje ścian oporowych.

Parcie gruntu - naprężenie poziome w ośrodku gruntowym.

Wartości naprężeń poziomych w ośrodku gruntowym są pochodną naprężeń pionowych. Stosunek tych naprężeń opisany jest przez współczynnik K.

Współczynnik parcia K jest uzależniony od pochodzenia oraz właściwości fizycznych i mechanicznych gruntu.

Wartość współczynnika K, a tym samym parcia gruntu, jest poza tym ściśle uzależniona (przy założeniu niezmienności naprężeń pionowych w gruncie) od odkształceń bocznych ośrodka gruntowego spowodowanych możliwością przemieszczeń konstrukcji oporowej.

Rys.2. Zależność współczynnika parcia gruntu K od przemieszczeń ośrodka gruntowego.

Przemieszczenia potrzebne do osiągnięcia wartości granicznych współczynników parcia są bardzo niewielkie (rzędu kilku milimetrów lub kilku centymetrów) i zależą od rodzaju oraz właściwości ośrodka gruntowego, a także od gabarytów konstrukcji oporowych.

Parcie spoczynkowe - naprężenie działające od strony ośrodka gruntowego, gdy nie istnieje możliwość przemieszczenia konstrukcji.

Parcie pośrednie gruntu - naprężenie działające od strony ośrodka gruntowego spowodowane przemieszczeniem konstrukcji mniejszym od przemieszczenia granicznego.

Parcie graniczne gruntu - naprężenie działające od strony ośrodka gruntowego w stanie przemieszczenia konstrukcji o wartości większej lub równej przemieszczeniu granicznemu.

Parcie czynne gruntu - naprężenie działające od strony ośrodka gruntowego spowodowane przemieszczeniem konstrukcji w kierunku od ośrodka gruntowego.

Parcie bierne (odpór) gruntu - naprężenie działające od strony ośrodka gruntowego spowodowane przemieszczeniem konstrukcji w kierunku do ośrodka gruntowego.

2. Siły parcia działające na ścianę oporową.

Rys.3. Układ sił działających na ścianę oporową.

Rys.4. Wpływ kształtu konstrukcji oporowej i naziomu na współczynnik parcia.

Wartości dodatnie kątów ,  i δ należy przyjmować w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Wartości współczynników parcia:

Rys.5. Wpływ obciążenia naziomu na wartość parcia.

Jednostkowe wartości parcia:

Rys.6. Wpływ spójności gruntu na parcie.

Jednostkowe wartości parcia:

Rys.7. Parcie gruntu uwarstwionego i w przypadku występowania wody gruntowej.

Rys.8. Parcie gruntu na ściany oporowe ze wspornikiem lub płytą odciążającą.

3. Warunki SGN.

1. sprawdzenie nośności podłoża bezpośrednio pod podstawą fundamentu:

2. sprawdzenie stateczności na obrót:

3. sprawdzenie stateczności na przesunięcie:

4. sprawdzenie stateczności ogólnej uskoku naziomu:

Rys.9. Kołowa powierzchnia poślizgu - metoda Felleniusa.

Metody sprawdzania stateczności ogólnej na podstawie analizy warunków równowagi bryły osuwającej się wzdłuż powierzchni poślizgu (tzw. blokowe):

1. Felleniusa

2. Bishopa

3. Taylora

4. Janbu

5. inne.

Rys.10. Zsuw wzdłuż nachylonej lub poziomej płaszczyzny.

4. Warunki wykonywania ścian oporowych.

Ważne aspekty wykonywania ścian oporowych:

1. właściwy dobór materiałów, ukształtowania oraz grubości elementów

2. przerwy dylatacyjne

3. izolacje przeciwwilgociowe

4. zasypka

5. odwodnienie.

maximum record size = 1218370 record size = 4294967278

Rys.11. Przykłady odwodnienia konstrukcji oporowych.