schemat do obliczenia ścianki szczelnej

1. Obliczanie głębokości wbicia ścianki szczelnej

1.1 Współczynniki do obliczenia parcia i odporu poszczególnych warstw gruntu

Rzędna	γ	Φ	c	Ka	Kp	2c^*Ka^0,5	2c^*Kp^0,5
m	kN⋅m^-3	°	kPa	-	-	kPa
0,0-3,5	17,17	30	0	0,333	3,000	0	0
3,5-7,0	19,62	22	39	0,460	2,198	29,84	65,23
7,0-∝	19,62	33	0	0,295	3,392	0	0

1.2. Parcie gruntu z uwzględnieniem obciążenia naziomu q_n = 12,00 kPa

Rzędna	γ	Φu	Ka	z	zastępcze obciążenie naziomu qz=qn+Σγi⋅hi	2c^*Ka^0,5	(qz+γi⋅z)⋅Ka	ea(z)
m	kN⋅m^-3	°	-	m	kPa
0,00	17,17	30	0,333	0	12,00	0	4,00	4,00
-3,50	17,17	30	0,333	3,5	12,00	0	24,03	24,03
-3,50	19,62	22	0,460	0	72,10	29,84	33,17	3,33
-6,00	19,62	22	0,460	2,5	72,10	29,84	55,73	25,89
-6,00	19,62	33	0,295	0	121,12	0	35,74	35,74
-7,00	19,62	33	0,295	1,0	121,15	0	41,53	41,53
-7,00	9,81	33	0,295	0	140,77	0	41,53	41,52
-13,25	9,81	33	0,295	6,25	140,77	0	59,61	59,61

1.3. Odpór gruntu od rzędnej -7,00 m

Rzędna	γ	Φu	Kp	Kp⋅γ	z	Kp⋅γ⋅z	2c^*Kp^0,5	ep(z)
m	kN⋅m^-3	°	-	kN⋅m^-3	m	kPa
-7,00	19,62	33	3,392	66,55	0	0	4,00	4,00
-9,50	19,62	33	3,392	66,55	2,5	166,38	24,03	24,03
-9,50	9,81	33	3,392	33,28	0	0	33,17	3,33
-13,25	9,81	33	3,392	33,28	3,75	29,84	55,73	25,89

1.4. Wypadkowa parcia i odporu z uwzględnieniem hydrostatycznego parcia wody

e(z) = e_p(z) - e_a(z)

Numer paska	hi paska	ei	ei+1	ei + ei+1	0,5⋅hi⋅(ei + ei+1)
								parcie	odpór
i	m	kPa			kN^-1
1	1,0	4,00	9,72	13,72	6,86	-
2	1,0	9,72	15,45	25,17	12,59	-
3	1,0	15,45	21,17	36,62	18,31	-
4	0,5	21,17	24,03	45,20	11,30	-
5	1,0	3,33	12,35	15,68	7,84	-
6	1,0	12,35	21,38	33,73	16,87	-
7	0,5	21,38	25,89	57,12	14,28	-
8	1,0	35,74	41,53	77,27	38,64	-
9	0,77	41,53	0	41,53	15,99	-
10	0,73	0	39,24	39,24	-	14,32
11	1,0	39,24	93,09	132,33	-	66,17
12	0,75	93,09	115,88	208,97	-	78,36
13	0,75	115,88	138,67	254,55	-	95,46
14	0,75	138,67	161,46	300,13	-	112,55
15	0,75	161,46	184,25	345,71	-	129,64
16	0,75	184,25	207,04	391,29	-	146,73

1.5. Obliczenie sił fikcyjnych do wyznaczenia wykresu ugięć

Numer pola	hi	mi	mi+1	mi + mi+1	0,5⋅hi⋅(mi + mi+1)
								+	-
i	m				m^2
1	0,75	0,04	0,33	0,37	0,14	-
2	0,75	0,33	0,53	0,86	0,32	-
3	1,00	0,53	0,73	1,26	0,63	-
4	0,75	0,73	0,74	1,47	0,55	-
5	0,75	0,74	0,66	1,40	0,53	-
6	0,89	0,66	0,21	0,87	0,39	-
7	0,31	0,21	0	0,21	0,03	-
8	0,44	0	0,29	0,29	-	0,06
9	0,86	0,29	0,74	1,03	-	0,44
10	0,88	0,74	0,62	1,36	-	0,60
11	0,67	0,62	0	0,62	-	0,21

1.6. Wyznaczenie głębokości wbicia ścianki szczelnej w grunt

1. przy założeniu przegubowego zamocowania ścianki w gruncie

Z dołączonego rysunku odczytano:

u = 0,77 m

x = 1,73 m

t = u + 1,2⋅x = 0,77 + 1,2⋅1,73 = 2,86 m

Przyjęto głębokość wbicia ścianki t = 2,9 m

2. przy założeniu utwierdzenia ścianki w gruncie

Z dołączonego rysunku odczytano:

u = 0,77 m

x = 3,23 m

t = u + 1,2⋅x = 0,77 + 1,2⋅3,23 = 4,65 m

Przyjęto głębokość wbicia ścianki t = 4,7 m

2. Przyjęcie przekroju ścianki (profil typu Larsena ze stali St3S)

1. przy założeniu przegubowego zamocowania ścianki w gruncie

M_max = m_max⋅H

M_max = 100⋅1,14 = 114,0 kNm

potrzebny wskaźnik wytrzymałości ścianki na 1 mb

W_x = M_max/k_d

W_x = 114,0/150⋅10³ = 0,00076 m³ = 760 cm³

• przyjęto profile II o W_x = 850 cm³;

• szerokość B = 400 mm;

• długość całkowita grodzicy H_s + t = 7,0 +2,9 = 9,9 m;

2. przy założeniu przegubowego zamocowania ścianki w gruncie

M_max = m_max⋅H

M_max = 100⋅0,74 = 74,0 kNm

potrzebny wskaźnik wytrzymałości ścianki na 1 mb

W_x = M_max/k_d

W_x = 74,0/150⋅10³ = 0,000494 m³ = 494 cm³

• przyjęto profile I o W_x = 500 cm³;

• szerokość B = 400 mm;

• długość całkowita grodzicy H_s + t = 7,0 +4,7 = 11,7 m;

3. Obliczenie kotwy

1. przy założeniu przegubowego zamocowania ścianki w gruncie

R_A = 87,02 kN

projektuje się kotwy co a = 1,2 m (co cztery grodzice); potrzebny przekrój kotwy A_s ze stali 18G2 o k_d = 200 MPa

A_s = R_A⋅a/k_d = 87,02⋅1,2/200⋅10³ = 0,000522 m² = 5,22 cm²

przyjęto pręty stalowe φ 26 mm (As = 5,31 cm2)

2. przy założeniu utwierdzenia ścianki w gruncie

R_A = 76,20 kN

projektuje się kotwy co a = 1,6 m (co cztery grodzice); potrzebny przekrój kotwy A_s ze stali 18G2 o k_d = 200 MPa

A_s = R_A⋅a/k_d = 76,20⋅1,2/200⋅10³ = 0,000457 m² = 4,57 cm²

przyjęto pręty stalowe φ 25 mm (As = 4,91 cm2)

4. Obliczenie płyty kotwiącej

Przyjęto płytę kotwiącą o wysokości 2,0 m w odległości 11,5 m od ścianki szczelnej dla przegubowego zamocowania w gruncie i w odległości 10,5 m dla sztywnego utwierdzenia. Ponieważ wypadkowa parć i odporów gruntu działających na płytę kotwiącą jest równa 105,76 kN/m co jest wartością większą od reakcji w kotwie przemnożonej przez rozstaw kotew, zatem nośność płyty kotwiącej jest zapewniona.

Wykres parć i odporów działających na płytę kotwiącą

---