Twoim problemem jest to, że powszechną NICOŚĆ mylisz z osobistą PUSTKĄ
Wymienić oddziaływania (obciążenia) w
projektowaniu geotechnicznym
Ciężar gruntu, skał, wody
Naprężenia pierwotne w gruncie
Ciśnienie wody wolnej, ciśnienie fal, ciśnienie wody
gruntowej, ciśnienie spływowe
Obciążenia środowiskowe
Obciążenie naziomu
Siły kotwienia lub cumowania
Usunięcie obciążenia (odciążenie) lub wykonanie
wykopu
Obciążenie pojazdami
Przemieszczenia spowodowane eksploatację górniczą
lub inną działalnością związaną z wykonywaniem
wykopów lub tuneli
Pęcznienie i skurcz spowodowane przez rośliny, wpływy
klimatyczne lub zmiany wilgotności (iły pęczniejące)
Przemieszczenia związane z pełzaniem lub osuwaniem
mas gruntów – parcie dodatkowe na pale przy gruntach
pełzających
Przemieszczenia związane z degradacją, zmianami w
składzie mineralnym, samo zagęszczeniem i
rozpuszczaniem w gruncie
Przemieszczenia i przyspieszenia spowodowane
trzęsieniami ziemi, wybuchami (szczególnie wybuchami
technologicznymi np. zagęszczanie technologią
wybuchów), wibracjami, obciążeniami dynamicznymi
(w tym np. konsolidacja dynamiczna, wymiana
dynamiczna)
Skutki działania temperatur dodatnich i ujemnych,
obciążenie lodem
Wstępne sprężanie w kotwach gruntowych i rozporach
Parcie gruntu (geostatyczne, pośrednie, spoczynkowe,
odpór pośredni, odpór graniczny)
Wymienić modele obliczeniowe podłoża gruntowego
Wybór modelu zależy od:
Ukształtowania podłoża, Miąższości warstw,
Właściwości geotechnicznych, Wymiarów
posadowienia, Sztywności podłoża
-Model mechaniczny – zespół współpracujący ze sobą
elementów o parametrach fizycznych i mechanicznych
dostosowanych do najwierniejszego odwzorowania
pracy podłoża rzeczywistego
Statyczne – jednokrotne, skończone obciążenie
Dynamiczne – najczęściej obciążenie wielokrotne,
zmienne w czasie
Cykliczne – klasyczne lub powtarzalne
Reologiczne – występuje zmiana cech fizycznych i
mechanicznych w czasie
-Model podłoża sztywnego – cechą tego modelu jest
liniowy odpór gruntu, w oparciu o gten model oblicza
się:
Stopy, fundamenty blokowe, fundamenty skrzyniowe
Ławy obciążone w sposób ciągły posadowione na
gruntach jednorodnych
-Model podłoża sprężystego – ośrodek opisany tylko
przez jeden parametr – współczynnik podatności
podłożą
Omówić model Winklera dla podłoża
-Podłoże stanowi zbiór sprężyn ustawionych
równolegle i pionowo na poziomej płaszczyźnie
ograniczającej ośrodek nieodkształcalny
-Każda sprężyna pracuje niezależnie, ma tę samą
charakterystykę przy obciążaniu i odciążaniu
-Na sprężynach (podporach sprężystych) spoczywają
powierzchnie tworzące powierzchnię całego
fundamentu
-Sprężystość podłoża określa jeden współczynnik
sztywności podłoża „c” (obciążenie na jednostkę
powierzchni, wywołujące jednostkowe
przemieszczenie)
C=r(x,y)/z(x,y); r- stan naprężenia od obc q fund, z- stan
przemieszczenia płaszyzny posadowienia.
C=q(x,y)/s(x,y) q- nacisk, napręzenie pod pods. Fund. S-
osiadania; 10^4 słabe, 5*10^4 średnie, 10^5 mocne
[kN/m^3]
Uogólniona metoda Winklera
– przeprowadza się
dyskretyzacje układu fundamentu, dzięki czemu każdy
fundament cząstkowy opiera się na zastępczej
podporze, której miarą podatności jest zmodyfikowany
współczynnik sztywności
Zapisać i wyjaśnić warunki równowagi sił poziomych
dla fundamentów bezpośrednich
≤
()
∙
Składowa pozioma wypadkowej obciążeń działającej
działającej na fundament dązy do jego przesunięcia,
które może nastąpić w dwóch płaszczyznach
-Poślizg konstrukcji po gruncie – na ogół zachodzi w
gruntach spoistych, warunek stateczności wymaga, aby
opór tarcia o podstawę fundamentu i przyczepność
gruntu do podstawy lub opór tarcia wewnętrznego
gruntu i jego spójności był przynajmniej 1,5 razy
większy od siły N. Jeżeli spójność jest brana po stronie
nośności, trzeba uwzględnić odpowiedni współczynnik,
bo spójność jest bardzo wrażliwa na zmianę wilgotności
Tf=Nrtg(delta)+a(r)F(1); a(r)- (0,3-0,5)Cu max 60 kPa,
F-pole podstawy, tg(delta)-wsp. Tarcia podstawy fund o grunt,
Ścięcie w podłożu
-Metody empiryczne oraz oszacowania
- Metoda Masłowa – dowolna powierzchnia poślizgu
Sigma(Gi*sin(ai))<=m*sigma(Gi*cos(ai)*tf(fi)+Cu*li)/R
Metoda Bishopa – siły działające na boczne ściany
wyodrębnionych bloków są poziome, a więc ich rzuty na
kierunek pionowy są równe 0
Metoda Nonreillera – została opracowana dla dowolnego
kształtu powierzchni poślizgu. Wartość siły N’, podobnie
jak w metodzie Bishopa, uzyskuje się z równań równowagi
sił działających na blok
Kiedy stosujemy płyty fundamentowe?
Grunt ma małą nośność, Występują nierównomierne
osiadania gruntu, Występuje wysoki poziom wody
gruntowej, Gdy chcemy zapewnić w miarę równomierny
rozkład obciążeń, Silosy, kominy, zbiorniki, wysokie
budynki, śluzy, suche doki, elektrownie wiatrowe
Scharakteryzować metody obliczania płyt i rusztów
fundamentowych
Metoda uogólniona Winklera, MES, MEB, MRS
Generalnie projektowane jak w podłożu sprężystym
- Metoda odwróconego rusztu (płyty) – obciążamy
najpierw siłami pionowymi fundament i obliczamy opór
gruntu, następnie w węzłach wstawiamy podpory stałe i
obciążamy ruszt siłą równą oporowi gruntu. Metoda ta
charakteryzuje się małą dokładnością i nie jest zalecana.
-Metoda (rusztu) płyty na podłożu sprężystym –
przedstawienie sprężystego podłoża gruntowego jako
szereg sprężyn nałożonych w sposób ciągły lub dyskretny
w zależności od możliwości programu komputerowego.
Sztywność kz wyznacza się na podstawie wstępnych
obliczeń osiadań. W wyniku obliczeń uzyskujemy rozkłady
nacisków na grunt, momenty zginające, skręcające, siły
tnące itd.
ławy fundamentowe
Szerokość ławy B dobieramy z warunku:
≤
q
r
– średnie obciążęnie dla rozkładu obciążeń
q
f
– graniczny opór gruntu
Wysokość ławy h
dobie
ramy z warunków:
ℎ≥1,85∙
=
∙
()
+
()
∙
=
∙+
Od czego zależy głębokość posadowienia fundamentów
bezpośrednich
Głębokość przemarzania gruntu,Głębokość występowania
poszczególnych warstw geotechnicznych, Wody gruntowe i
przewidywane zmiany ich stanów,Występowanie gruntów
pęczniejących, zapadowych i wysadzinowych, Głębokość
posadowienia sąsiednich budowli, Projektowana niwelacja
powierzchni terenu w sąsiedztwie fundamentów, poziom
posadzek podziemnych, poziom rozmycia dna rzeki
Nośność fundamentu bezpośredniego wg PN-81/B-03020,
Q
fNB
[kN], podłoże jednorodne i uwarstwione
Warunek nośności:
≤∙
N
r
– wartość obliczeniowa działającego obciążenia pionowego
Q
fNB
– obliczeniowy opór graniczny podłożą gruntowego
przeciwdziałający obciążeniu Q
r
m – współczynnik korekcyjny, zależny od metody (A=0,9,
B=0,81, C=0,81)
=
∙
1+0,3
∙
∙
()
∙
+1+1,5
⎡
⎤
⎢
⎥
∙
⎢
⎢
⎥
⎥
∙
∙
∙
()
∙∙
+1−0,25
∙
∙
∙
()
∙∙
⎦
⎣
=−2∙
,
=−2∙
,
≤
e
B
, e
L
– mimośród działania obciążenia, odpowiedni o
równoległy do szerokości B i długości podstawy L
c
u
(r)
– obliczeniowa wartość spójności gruntu, zalegającego
bezpośrednio poniżej poziomu posadowienia
D
min
– głębokośc posadowienia, mierzona od najniższego
poziomu terenu
N
C
, N
D
, N
B
– współczynniki nośności wyznaczone z
nomogramów lub wzorów, zależne od fi
u
(r)
B
,
L
– zredukowane wymiary fundamentów
i
C
, i
D
, i
B
– współczynniki wpływu nachylenia obciążenia
wyznaczone z nomogramów, zależne od fi
u
(r)
oraz δ
B
ρ
D
(r)
– obliczeniowa średnia gęstość objętościowa gruntu
powyżej poziomu posadowienia
ρ
D
(r)
– obliczeniowa średnia gęstość objętościowa gruntu
zalegających poniżej poziomu posadowienia do głębokości
równej B
a)
Podłoże jednorodne do głębokości 2B od poziomu
posadowienia podstawy
Fundament prostokątny obciążony mimośrodową siła pionową
Budowla nie jest usytuowana na zboczu lub jego pobliżu
Obok budowli nie projektuje się wykopów lub dodatkowych
obciążeń
b)
Podłoże uwarstwione
0,75∙
∙
ℎ≥
=
∙
(
2∙
+
)
6
=0,5∙(
+
)∙
=
−
∙
=
−
∙
Nośność fundamentu bezpośredniego wg EC 7
Z odpływem wody
=
∙
∙
∙
∙
+
∙
∙
∙
∙
+0,5∙′∙′∙
∙
∙
∙
q’ – naprężenie efektywne na poziomie posadowienia
γ
’ – ciężar objętościowy poniżej poziomu posadowienia
fundamentu (z uwzględnieniem ciśnienia wody i ciśnienia
spływowego), N
c
, N
s
, N
γ
– współczynnik nośności
b
c
, b
q
, b
γ
– współczynnik nachylenia podstawy
fundamentu, S
c
, S
q
, S
γ
– współczynnik kształtu
fundamentu, i
c
, i
q
, i
γ
– współczynnik uwzględniający
nachylenie wypadkowej
-Bez odpływu wody
=(+2)∙
∙
∙
∙
+
c
u
– wytrzymałość gruntu na ścinanie bez odpływu wody z
gruntu, q – naprężenia całkowite
Podział pali według różnych kryteriów
Ze względu na
materiał, Ze względy na technologię przygotowania pali
betonowych, Ze względu na wymiar średnicy pala
-Pale typowych średnic -
∅
300 ÷ 600 mm
-Pale wielkośrednicowe -
∅
800 ÷ 1500 mm (1800)
-Miropale -
∅
100 ÷ 250 mm, Ze względu na technikę
wprowadzania w grunt:Wbijane, Wiercone, Wciskane
statycznie, Wwibrowywane, Wwiercane, Wkręcane,
Iniekcyjne, Ze względu na sposób przekazywania obciążeń
na grunt: Pale przekazujące obciążenie na grunt zarówna
przez opór podstawy jak i tarcie pobocznicy, Pale stojące
– oparte podstawą na skale lub bardzo mocnym gruncie,
Pale zawieszone (tarciowe) – przekazujące głownie
obciążenia przez tarcie na pobocznicy, Ze względu na
wpływ na strukturę gruntu wokół pala:
Przemieszczeniowe - całkowicie rozpychające grunt na
boki (wbijane, wciskane statycznie, wwibrowywane,
wkręcane), Półprzemieszczeniowe – częściowo
rozpychające grunt na boki, częściowo wynoszące go na
zewnątrz (wwiercane i niektóre iniekcyjne),
Nieprzemieszczeniowe – niezmieniające struktury gruntu
– całkowicie wynoszące urobek na zewnątrz (wiercone i
niektóre iniekcyjne)
Charakterystyka pali żelbetowych prefabrykowanych
Najczęściej o przekroju kwadratowym (25x25, 30x30,
40x40, 45x45 cm), Długość 4 ÷ 20 m (zależna od
wymiarów przekroju), Możliwość wykonywania pali
łączonych z odcinków: 3, 5, 10, 12, 15 m (łączna długość
nawet 45 m), Betonowane w zakładzie prefabrykacji i
przywożone na budowę lub betonowane na budowie w
specjalnych formach, Wbijane za pomocą kafarów
hydraulicznych, spalinowych lub wolnospadowych,
Podstawy zaostrzone lub tępe (bez ostrza), Średnia i duża
nośność, Małe osiadania, Szerokie zastosowanie,
szczególnie w budownictwie hydrotechnicznym
Podać wzór na obliczenie qf [kPa], zakres stosowania
Dla prostych przypadków posadowienia, gdy:
- Składowa pozioma jest mniejsza niż 10% składowej pionowej
obciążenia
- Nie ma obaw, że nastąpi obrót lub przesuw
- e
B
≥
0,035·B
dopuszcza się sprawdzenie I stanu granicznego według
wzorów:
,
≤∙
,
≤1,2∙∙
q
r,s
– średnie obliczeniowe obciążenie jednostkowe podłoża
pod fundamentem
q
r,max
– maksymalne, obliczeniowe, jednostkowe obciążenie
podłoża pod fundamentem
Obliczanie stateczności ogólnej uskoku naziomu - metody,
charakterystyka
4 podstawowe grupy metod obliczeń stateczności skarp:
>Na podstawie SGN ośrodka gruntowego
Ścisłe rozwiązanie Sokołowskiego
Sokołowskiego – Senkowa
>Warunki równowagi bryły osuwającej się wzdłuż powierzchni
poślizgu
Fellenius (walcowa powierzchnia poślizgu) – F
dop
= 1,1 ÷ 1,3
Bishop (walcowa powierzchnia poślizgu) – F
dop
= 1,4 ÷ 1,5
Morgenstern – Price’a
Janbu (dowolna powierzchnia poślizgu)
Nonreillera (dowolna powierzchnia poślizgu)
>Metody oparte na teorii sprężystości i plastyczności,
wykorzystujące techniki numeryczne (nie narzucamy
powierzchni poślizgu)
-MRS – metoda różnic skończonych
-MES – metoda elementów skończonych
-MEB – metoda elementów brzegowych
-Metody mieszane