1)rozroznianie kategorii I i II

1 kategoria geotechniczna - obejmuje niewielkie obiekty o statycznie wyznaczalnym schemacie obliczeniowym, w prostych warunkach gruntowych przy niewielkim ryzyku budowlanym i niskich kosztach dla których zasadniczo wystarcza jakościowe określenie własciwości gruntów.

2 kategoria geotechniczne - obejmuje obiekty w prostych i złozonych warunkach gruntowych gdzie mamy do czynienia z poważniejszym ryzykiem budowlanym wymagajace ilościowej oceny i analizy danych geotechnicznych.

2) rozkład q pod fundamentem NA KARTKE

Wielkości
oznaczaja jednostkowe obliczeniowe obciążenie podłoza odpowiednio: w osi fundamentu oraz pod bardziej i mniej obciążoną krawędzią, które dla obciązenia mmimośrodowego wyznacza się ze wzoru:

gdzie:

Nr-obliczeniowa wartość składowej pionowej działającego obciażenia , [kN]

B,L - wymiary fundamentu [m]

Mr - obliczeniowy moment podporowy [kNm]

W - wskaxnik wytrzymałości podstawy [m^3]

3) wielkość szzeliny: c<B/4

4) wzór na qf dla ław fundamentowych NA KARTKE

5) parametry gruntów potrzebne do obliczenia nośności granicznej podłoża

-spójność „c”

-ciężar objetosciowy γ

-kat tarcia wewnętrznego Φ

6) rodzaje warunków gruntowych

Wyróżnia się nastepujace rodzaje warunków gruntowych :

-proste -warstwy gruntowe sa jednorodne, nośne i ułozone równolegle do powierzchni terenu, woda gruntowa poniżej poziomu posadowienia

-złożone - warstwy niejednorodne i nieciągłe, wystepują warstwy słabonośne lub nienośne, woda gruntowa wystepuje w poziomie posadowienia lub powyżej

-skomplikowane - w obrębie podłoża wystepuja niekożystne warunki geologiczne

7) odległości punktów badawczych podczas badań geotechnicznych kategorii I i II i głębokości tych badań

Badania geotechniczne dla kategorii I:

-rozpoznanie podłoża w poziomie posadowienia z określeniem profilu gruntowego do 2-3m ponizej poziomu posadowienia

-ustalenie poziomu lustra wody gruntowej z prognozą jego zmiany oraz stopnia agresywności wody

Dla budynków o powierzchni do 600 m^2 należy wykonac co najmniej 3 do 5 punktów badawczych, których odległośc nie powinne przekraczac od 30 do 50 m. Dla obiektów liniowych (rurociągi, drogi) odległośc ta nie powinna przekraczac 100 m. Punkty powinny być usytuowane w odległości 2-3m poza obrysem budynku. Dla obiektów większych liczba wierceń powinna być odpowiednio zwiększona.

Badania terenowe w kategorii II:

-najmniejsza liczba punktów obserwacyjnych dla jednej budowli wynosi 4, w razie potrzeby liczbę ta należy zwiększyć

-odległośc pomiędzy otworami nie powinna być większa niż 40 m dla prostych warunków gruntowych lub 20m dla złożonych

-dla obiektów liniowych rozstaw wynosi do 100m w przypadku prostych warunków gruntowych lub 50m w przypadku złożonych

-gdy projektowany budynek ma być usytuowany bezpośrednio przy obiekcie istniejącym należy wykonać odkrywki fundamentów tego obiektu dla stwierdzenia głębokości i sposobu posadowienia

-dla ław i stóp minimalna głebokość rozpoznania poniżej przewidywanego poziomu posadowienia wynosi od 1 do 3 szerokości fundamentu lecz nie mniej niż 5m

-dla fundamentów płytowych-szerokość płyty poniżej poziomu posadowienia

-dla pali - co namniej 5 średnic lecz nie mniej niż 3 m poniżej podstawy pali

8) rodzaje ISG i IISG

Podstawowe rodzaje stanu granicznej nośności I SG(przykłady):

-przesuniecie fundamentu

-wypieranie gruntu

-usuwisko lub zsuw

IISG:

-osiadanie pojedyńczego pala

-średnie osiadanie fundamentu

-przechylenie budowli jako całości lub jej wydzielonej części

-odształcenie konstrukcji

-wygiecie

-różnica osiadań

9) jakie wielkości podstawiamy do obliczen I SG: obliczeniowe

IISG na charakterystycznych

10) wzór na osiadanie średnie fundamentów NA KARTKE

Osiadanie średnie fundamentów

sk-osiadanie poszczególnych fundamentów budowli lub wydzielonych części wspólnego fundamentu budowli

Fk-powierzchnia podstawy k-tego fundamentu

11) podział pali z uwagi na warunki pracy w gruncie: ktore pracuja jakimi powierzchniami

.Z uwagi na warunki pracy pala w gruncie:

-normalne - nośność pala zalezy zarówno od oporu gruntu pod podstawą jak i od tarcia gruntu wzdłuż pobocznicy

-stojące - nośność pala zależy od oporu pod podstawą

-zawieszone - nośność pala wynika z tarcia na pobocznicy

-ukośne - stosuje się wtedy gdy na pale działaja obciazenia siłami poziomymi

12) podział pali ze względu na średnice

Ze względu na średnicę wyróżniamy pale:

-małośrednicowe(mikropale) - 7,5-20 cm

-normalnośrednicowe - 20-60 cm

-wielkośrednicowe - powyżej 60 cm

13) w którym miejscu mierzymy srednice pali drewnianych:

w połowie długości pala

14) udzwig pala drewnianego NA KARTKE

U=D , gdzie:

U-udźwig pala [kN]

D-średnica pala [mm]

Średnice:

-w niskich ustrojach palowych D=14+2*l

-w wysokich ustrojach D=18+1,5*l

l-długość pala [m]

15) metody wprowadzania pali w grunt, które jak wprowadzamy

Wprowadzenie pali gotowych w grunt:

-wbijanie (drewniane, stalowe)

-wpłukiwanie(żelbetowe)

-wkręcanie

-wciskane(żelbetowe)

-wwibrowywane(żelbetowe)

16)ostrza pali wwiercanych kiedy jaka końcówka

tależowa - stosowana do gruntów słabszych (plastyczne grunty spoiste)

śrubowa(spiralna)- stosowana do mocniejszych gruntów (np.żwir)

17)na czym polega wpłukiwania pali

Polega na doprowadzeniu rurkami wody pod ciśnieniem w rejon ostrza pala, ostatnie 1,5-2m takiego pala należy wbic bez wpłukiwania.

18) jak wykonujemy pale Vibro

wykonuje się w rurze osłonowej o średnicy 400-600mm zakończonej luźno wstawionym(ale szczelnie) staliwnym lub żelbetowym grotem, albo płaskim blaszanym dnem obejmujacym dolny koniec rury. Rura w górnej części posiada ucha do mocowania liny

19) jak wykonujemy pale CFA

można je wykonywać we wszystkich rodzajach gruntów:sypkich i spoistych. Wiercenie i wykonywanie pala bez rury obsadowej nie powoduje wibracji podłoża, ani jego rozluxnienia, można wiec stosować te pale bezpośrednio obok istniejacych obiektów, bez szkody dla nich. Wykonuje się pale CFA w bardzo szerokim zakresie srednic:40-100 cm o długości do 30m. Podczas wiercenia świder jest wkręcany w podłoże na pełną głębokość bez usuwania urobku co powoduje pewne zageszczenia gruntu otaczajacego trzon. Świder posiada rdzeń rurowy zaopatrzony na dole w zawór który jest zamknięty w czasie wiercenia. Po osiagnięciu projektowanej rządnej zawór zostaje otwarty i następuje podciądanie świdra bez obrotów wraz z gruntem znajdującym się w jego zwojach z równoczesnym pompowaniem ciekłrgo betonu centralnym przewodem. Beton podawany pod ciśnieniem dokładnie wypełnia przestrzeń pod świdrem, nie dopuszczając do odprężenia się gruntu wokół pala. Po zakończeniu betonowania tym sposobem trzonu pala natychmiast wprowadza się do świeżej mieszanki betonowej gotowy szkielet zbrojenia z prętów >16mm.

20) do jakiej grupy zaliczamy pale Wolfsholza

Do grupy pali wykonywanych w gruncie bez zagęszczenia(wiercone)

21) osiowy rozstaw pali NA KARTKE

Osiowy minimalny rozstaw pali - a jest uzależniony od charakteru pracy pala w podłożu:

-dla pali normalnych(pośrednich) a=(3-4)D

-dla pali stojacych(słupowych) a=(2-3)D

-dla pali zawieszonych(wiszących) a=(5-6)D D-średnica pali

22) kiedy stosujemy pale ukośne NA KARTKE

Jeżeli fundament jest obciazony siła ukosna działajacą stale o składowych V i H to oprócz pali pionowych stosuje się również pale ukośne:

-jeżeli H/V<0,2 to wszystkie pale można pochylić dając nachylenie zgodne z nachyleniem wypadkowej obciążenia

-jeżeli H/V>0,2 to dla przeniesienia składowej poziomej należy stosować układy pali kozłowych

-jeżeli poziome obciążenie pojedynczego pala jest większa niż 10 kN to należy stosować równocześnie pod płytą pale pionowe i ukośne

23) wzory na nośnośc pala wciskanego i wyciąganego NA KARTKE

-dla pali wciskanych

-dla pali wyciąganych

q®- obliczeniowa jednostkowa wytrzymałość gruntu pod podstawą pala [kPa] zależna od rodzaju i stanu gruntu

t®-obliczeniowa jednostkowa wytzrymałość gruntu wzdłuż pobocznicy pala [kPa] zależna od rodzaju i stanu gruntu

Sp,Ss,Sw-współczynniki technologiczne, zalezne od rodzaju pala i sposobu jego wykonania oraz rodzaju i stanu gruntu

Ap-pole przekroju poprzecznego podstawy pala

Asi-pole powierzchni pobocznicy pala w obrębie i-tej warstwy

24) wzory na promien R dla pala wciskanego i wyciąganego NA KARTKE

-wciskany

-wyciągany R=0,5*D+0,1*h

25) dla podanej liczby pali ile nalezy poddac probnemu obciązeniu

Próbie wsiskanie lub wyciągania należy poddac 2 pale gdy w skład fundamentu wchodzi mniej niż 100 pali i po 1 palu na każde dalsze rozpoczęte 100 sztuk.

Można tego zaniechać gdy w fundameńcie jest mniej niż 25 pali a jakość pali i nośnośc podłoża nie budzą zastrzeżeń.

26) warunek prawidłowego zagłebienia studni

po zabetonowaniu 1 sekcji pozostawia się ją na 28 dni po czym stopniowo i symetrycznie usuwajac podkładki stawia się studnie na gruńcie i rozpoczyna jej zagłebianie przez podbieranie gruntu spod noża z równoczesna nadbudowa płaszcza

27) w przypadku prostowania pochylonej studni ktore miejsce nalezy podkopac

Najprostrzy sposób polega na intensywniejszym podkopywaniu noża od strony mniejszego zagłebiania przy słabszym wybieraniu gruntu po stronie przeciwnej. Można tez odkopać częściowo naziom od strony mniejszego zagłębienia zas po stronie przeciwnej dociążyc naziom nasypem

28) czemu zawdzieczaja stateczność ściany masywne, ściany płytowo-kątowe?

Ich stateczność zapewnia zasyp gruntu obciążajacy od strony wyższego naziomu płyte dolną.

29) wysokość ścianek

-płytowo-kątowe: ze względu na stosunkowo niską sztywność maja ograniczoną wysokość: monolityczne do 6m, zaś prefabrykowane do 4,5m

-płytowo-żebrowe: wysokość takich ścian monolitycznych dochodzi do 10m zaś prefabrykowanych do 7m.

30) co to sa kaszyce i gabiony

kaszyce- wykonuje się głównie z prefabrykowanych elementów żelbetowych które po zmontowaniu tworza ażurowe przestrzenne skrzynie. Wnętrze kaszyc jest wypełniane kamieniami tłuczniem, pospółką lub innymi materiałem przepuszczanym.Wypełnienie powinno być starannie zagęszczone. Kaszyce mogą być montowane jako pionowe lub z pochyleniem do 5:1.

Gabiony- odmiana kaszyc, sa to kosze wykonywane z prętów stalowych i siatki, odpowiednio zabezpieczonych przed korozją.Poszczególne koszyce łączy się ze sobą spinaczami z drutu. Wnętrze wypełnia się materiałem kamiennym.

31) rozstaw gwożdzi

od 0,8x0,8m do 1,5x1,5m

32) w jakiej kolejności wykonujemy gwoźdiowanie

W górnej części wzdłuż zabezpieczanego zbocza wykonuje się połkę o wysokości do 1,5m z której wprowadza się pierwszy rzad gwoździ. Instaluje się je poprzez wiercenie otworów 100-800mm w osłonie rurowej. Nastepnie wnetrza otworów wypełnia się pod niewielkim ciśnieniem zaczynem cementowym spajającym pręt z otaczającym gruntem. Na powierzchnie ścianki nakłada się siatke która jest mocowana nakrętkami i podkładkami do głowic gwoździa nastepnie pokrywana warstwą betonu natryskowego o grubości 3-5m.

33) jak wprowadzamy w grunt poszczegolne ścianki szczelne

Drewniane, stalowe, i zelbetowe poprzez wbijanie przy uzyciu kafarów

34) główne zadania ścianek szczelnych

-zabezpieczenie wykopu od dopływu wody z zewnątrz

-podtrzymywanie pionowych ścian wykopu podczas robót fundamentowych

-pełnienie funkcji konstrukcyjnych w wielu rodzajach budowli wodnych i lądowych

35) jak kotwimy ścianki szczelne?

Kotwimy przy wiekszych wykopach. Zakotwienie ścianki obejmuje urządzenie kotwiące i ściąg łaczący z nim ściankę. Najczęsciej stosuje się ściagi w postaci prętów stalowych. Ściag napinany jest śruba rzymską co usuwa luzy montażowe. Urządzenie kotwiace przekazuje siłe ze ściągu na grunt. Wzdłuz ścianki szczelnej na wysokości kotwienia przebiega składowa belka składajaca się np. z 2 ceowników to łaczy poszczególne grodzice ze sobą. Do kotwienia ścianek szczelnych można tez stosować kotwy gruntowe iniekcyjne wstepnie napręz lub biernie.

36) wartość m w zależności od metody A lub B

37) kiedy wartośc m nalezy zmniejszyc o 10%

Przy obliczaniu nosności pojedyńczego pala wciskanego lub wyciaganego Qr<=m*N wówczas współczynnik m=0,9 (na fundamentach na 2 palach „m” zmniejszamy o 10%, dla 1 pala o 20%)

38) kiedy λ=1

Gdy czas wznoszenia budowli jest dłuższy niż 1 rok

39) wzór na moment jeżeli nad fundamentem występuje otwór np. drzwiowy NA AKRTKE

M1max=M2max=q*(1,05*1)^2/12 gdzie q - jednostkowe oddziaływanie (odpór) podłoża

40)kiedy λ=0

Gdy czas wznoszenia budowli nie jest dłuższy niż 1 rok

41)Wariant posadowienia bezpośredniego jest uzasadnione technicznie-ekonomicznie jeżeli w przekroju geotechnicznym wystepują:

-od powierzchni terenu Pd o miaższości 2 m głebiej Nmg o miąższości 5m

-od powierzchni terenu do 2m nN i głębiej śrdniozagęszczony Ps

42)γm wyznaczamy metoda B:

• 0,9 lib 1,1

γm wyznaczamy metoda A warstwie geoechnicznej:

-0,8÷ 0,9 i 1,1÷1,25

43)Definicja miąższości podłoża są ISG:

• 2B

44)Do fundamentów głębokich zalicza się :

-pale

-studnie

45)Tarcie ujemne uwzględnia się dla pali zagłębionych w:

-gruntach spoistych nieskonsolidowanych o

-gruntach niespoistych o

46)Współczynnik tarcia czynnego wynosi: NA KARTKE

i 1/Kp

Współczynnik parcia biernego Kp:

1/Kp i
i

47)Przy istniejących fundamentach do posadowienia stosuje się:

-mikropale iniekcyjne

48)Głębokośc posadowienia nie powinna być nie mniejsza niż głębokość przemarzania jeśli w podłożu wystepują:

-grunty organiczne

49)poziom posadowienia zależy od:

-głebokość wystepowania poszczególnych warstw gruntów

-poziom wody gruntowej i jego zmiany

-wystepowanie gruntów ekspansywnych, zapadowych i wysadzinowych

-charakter obiektu

-głebokość posadowienia przylegających sąsiednich obiektów

-umowna głebokość przemarzania podłoża

50)Jeżeli poziom nawiercony i ustabilizowany wody gruntowej sa takie same to zwierciadło wody jest :

-swobodne

Jeżeli poziom nawiercony i ustabilizowany wody gruntu są różne to mówimy że zwierciało wody jest :

-napięte

51)Ścianka szczelna wolnopodparta góra i dołem ma moment zginający pręt stalowy:

większy niż ścianka dołem utwierdzona

52)Pale żelbetowe prefabrykowane mogą być:

-wbijane

-wwibrowywane

-wkręcane

53)Jeżeli spód fundamentu dotyka bezpośrednio gruntu bez chudego betonu to jaka jest minimalna otulina zbrojenia:

7,5 cm

54)Pale wyciagane pracują przenosząc obciążenie poz:

tarcie pomiędzy palem a gruntem na pobocznicy

55)nośnośc grupy pali jest równa sumie nośności pojedyńczego:

-niezależnie od rozstawu jeżeli pale dochodzą do skały

-dolne końce pali są wprowadzane na głębokość >=1m w zagęszczone Ż,Po,Pr oraz grunty spoiste zwarte(
;wn<+ws)

-pale wbijane są bez wpłukiwania w piaski szg i zg na całej długości

Nośność grupy pali wbijanych w piaski luźne przy roztawie r<3R

-jest < niż suma nośności pojedyńczego

56)Ścianki szczelne służą jako :

-zabezpieczenie wykopu od dopływu wody z zewnątrz

-podtrzymywanie pionowych ścian wykopu podczas robót fundamentowych

-pełnienie funkcji konstrukcyjnych w wielu rodzajach budowli wodnych i lądowych

57)Pale Franki to:

betonowane z zagęszczeniem przez wbijanie ubijaka

58)W jakich gruntach zjawisko konsolidacji ma istotne znaczenie dla budowli:

-spoiste plastyczne

-spoiste półzwarte

59)Przy projektowaniu fundamentów bezposrednich wypadkowa obliczeń powinna być w rdzeniu przekroju:

-dla obciążeń stałych

-dla małych długotrwałych

60)W profilu od powierzchni terenu piaski średnie o miąższości 6m głębokość posadowienia zależy od:

-głębokości przemarzania

-poziomu wód gruntowych

-wytrzymałości fundamentów sąsiednich obiektów

61)Warstwa geotechniczna to:

to grunt dla którego można ustalić takie same parametry geotechniczne

62)Kesony stosuje się do wystepowania warstwy nośnej:

-35m

63)Pale Wolfsholtza to

-wiercone

64)Pale wciskane prefabrykowane spr na wyboczenie jeżeli:

ln/n >7

65)Ścianki szczelinowe wykonuje się przy zastosowaniu:

-zawiesiny bentonitowej

66)Głębokość przemarzania w Polsce wynosi:

0,8-1,4m

67)Przy wyznaczaniu osiadań metoda naprężeń stosuje się moduły:

E i M

68)Do fundamentów bezpośrednich zalicza się:

ławy, stopy, płyty, ruszty, skrzynie

Do fundamentów pośrednich:

pale, studnie, kesony, ściany szczelinowe

69)Pale betonowe mogą być:

wykonywane na miejscu

Grunt wysadzinowy - do gruntów wysadzinowych zalicza się wszystkie grunty zawierające więcej niż 10% cząstek o srednicy zastepczej mniejszej niż 0,02 mm oraz wszystkie grunty organiczne

Metoda A polega na bezpośrednim oznaczeniu wartości parametru za pomocą polowych lub laboratoryjnych badań gruntów

Metoda B polega na oznaczeniu wartości parametru na podstawie ustalonych zalezności korelacyjnych między parametrami fizycznymi lub wytrzymałościowymi a innym parametrem wyznaczonym metodą A

Metoda C polega na przyjęciu wartości parametrów określonych na podstawie praktycznych doświadczeń budownictwa na innych podobnych terenach uzyskanych dla budowli o podobnej konstrukcji i zbliżonych obciążeniach

Nośnościa gruntu - nazywamy obciążenie, które nie powoduje wypierania gruntu spod fundamentu, a osiadania poszczególnych części obiektu budowlanego nie wywołują w konstrukcji obiektu dodatkowych sił wew, które mogły by skutkować uszkodzeniem lub pogorszeniem właściwości użytkowych budowli.

Nośność gruntu zależy od wielu czynników, a przede wszystkim od rodzaju gruntu i jego stanu (ID,IL), ale także od wymiarów, kształtu i głebokości posadowienia fundamentu. Nie jest więc wyłacznie cecha gruntu.

Największa nośnoś wykazują lite, niezwietrzałe skały. Także grunty jednorodne, takie jak żwiry lub piaski, mogą przenosic większe obciążenia niż grunty niejednorodne. Grunty niespoiste w stanie bardzo zagęszczonym (Id>0,67) maja większą nośnośc niż te grunty w stanie średnio zagęszczonym(0,33<Id<=0,67). Podobnie grunty spoiste w stanie zwartym czy półzwartym(Il<=0,0) są lepszym podłożem niż w stanie twardoplastycznym(0,0 <Il<=0,25) czy plastycznym (0,25<Il<=0,50). Za grunty nienośne uważa się grunty organiczne (torfy i namuły) świerzo osadzone (nieskonsolidowane) grunty pylaste oraz grunty sypkie w stanie luźnym i spoiste w stanie miekkoplastycznym i płynnym.

Stan graniczny - jest to stan podłoża gruntowego lub budowli posadowienia na tym podłożu po osiągnięciu którego uważa się że budowla zagraża bezpieczeństwu, albo nie spełnia określonych wymagań użytkowych.

Wyróznia się dwie grupy stanów granicznych związanych z posadowieniem obiektów budowlanych:

-stany graniczne nośności podłoża (I SG)

-stany graniczne użytkowania budowli (II SG)

Stan graniczny nośności , wystapienie stanu granicznej nośności w podłozu gruntowym jest związane z jego obciążeniem np. fundamentu budynku

Podstawowe rodzaje stanu granicznej nośności I SG(przykłady):

-przesuniecie fundamentu

-wypieranie gruntu

-usuwisko lub zsuw

wzór Terzaghiego(na stan graniczny w podłożu): NA KARTKE

gdzie: Nc, Nq, Nγ sa to tzw. Współczynniki nośności, bedace funkcjami kata tarcia wew gruntu

to samo równanie które znajduje się w normie PN-81/B-03020

Dla Ław fundamentowych gdzie zwykle L>5B można przyjąc B/L=0 i wtedy otrzymujemy:

Wspołczynniki nośności - w funkcji kata tarcia wew oblicza się ze wzorów:

Warunek sprawdzający stan graniczny nośności: NA KARTKE

oraz

m współczynnik korekcyjny = 0,9

Wielkości
oznaczaja jednostkowe obliczeniowe obciążenie podłoza odpowiednio: w osi fundamentu oraz pod bardziej i mniej obciążoną krawędzią, które dla obciązenia mmimośrodowego wyznacza się ze wzoru:

gdzie:

Nr-obliczeniowa wartość składowej pionowej działającego obciażenia , [kN]

B,L - wymiary fundamentu [m]

Mr - obliczeniowy moment podporowy [kNm]

W - wskaxnik wytrzymałości podstawy [m^3]

Ogólna wartośc obliczeniową parametru geotechnicznego
wyznacza się z zależności:

gdzie:
-wartośc charzkterystyczna parametru

-współczynnik materiałowy

Podstawy prawne wykonywania badań podłoża gruntowego:

-ustawa Prawo Budowlane która stanowi ze integralną częśc projektu budowlanego jest geotechniczna ocena warunków posadowienia obiektu budowlanego

-rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji w/s ustalania geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych

-normy

Cel ustalenia geotechnicznych warunków posadowienia obiektów budowlanych jest uzyskanie danych:

• dotyczacych budowy i parametrów geotechnicznych podłoża

- wymaganych do bezpiecznego i racjonalnego zaprojektowania i wykonywania obiektu

Kategorię geotechniczną ustala się w zależności od:

-rodzaju warunków gruntowych

-czynników charakteryzujących konstrukcję obiektu, zwiazanych z jego współpracą z podłożem

-stopniem zagrożenia mienia i żecia awarią konstrukcji

-wartości zabytkowej lub technicznej obiektu

-zagrożenia środowiska ze strony obiektu

Wyróżnia się nastepujace rodzaje warunków gruntowych :

-proste -warstwy gruntowe sa jednorodne, nośne i ułozone równolegle do powierzchni terenu, woda gruntowa poniżej poziomu posadowienia

-złożone - warstwy niejednorodne i nieciągłe, wystepują warstwy słabonośne lub nienośne, woda gruntowa wystepuje w poziomie posadowienia lub powyżej

-skomplikowane - w obrębie podłoża wystepuja niekożystne warunki geologiczne

1 kategoria geotechniczna - obejmuje niewielkie obiekty o statycznie wyznaczalnym schemacie obliczeniowym, w prostych warunkach gruntowych przy niewielkim ryzyku budowlanym i niskich kosztach dla których zasadniczo wystarcza jakościowe określenie własciwości gruntów. Dotyczy to obiektów takich jak:

-1- lub 2- kondygnacyjne budynki mieszkalne i gospodarcze przy maksymalnym obciążeniu obliczeniowym na słup do 250 kN a na ściany 100 kN/m na fundamentach bezpośrednich, palowych lub na studniach

-ściany oporowe i zabezpieczenia wykopów przy róznicy poziomów nie przekraczajacej 2m

-płytkie wykopy do 1,2m powyżej lustra wody gruntowej i niewielkie nasypy do 3m

2 kategoria geotechniczne - obejmuje obiekty w prostych i złozonych warunkach gruntowych gdzie mamy do czynienia z poważniejszym ryzykiem budowlanym wymagajace ilościowej oceny i analizy danych geotechnicznych. Są to przykładowo:

-fundamenty bezposrednie lub głebokie

-ściany oporowe lub inne konstrukcje oporowe h>2m utrzymujace grunt lub wodę

-wykopy >1,2m i nasypy >3m oraz budowle ziemne

-przyczółki i filary mostowe oraz nabrzeża

-kotwy gruntowe i inne systemy kotwięce

-tunele w twardych gruntach bez spękań i wody itp.

3 kategoria geotechniczna - obejmuje nietypowe obiekty budowlane niezależnie od stopnia skomplikowania warunków wodno-gruntowych których wykonanie lub użytkowanie może stwarzać szczególne zagrożenie dla ludzi i środowiska, są tu również:

-obiekty budowlane posadowione w skomplikowanych warunkach gruntowych

-obiekty zabytkowe i monumentalne

-budynki o szczególnie dużych obciążeniach

-budynki wysokie szczególnie z głębokimi wielokondygnacyjnymi podziemiami

-głębokie wykopy w poblizu istniejacej zabudowy

-duze mosty czy estakady

Kategorię geotechniczną obiektu budowlanego jako całości lub jego wydzielonych części określa projektant obiektu we współpracy z osobą która opracowuje geotechniczne warunki posadowienia obiektu. W trakcie prac geotechnicznych i budowlanych kategoria geotechniczna może ulec zmianie.

Zakres prac geotechnicznych zmierzających do utalenia geotechnicznych warunków posadowienia obiektu budowlanego i forma ich opracowania sa uzależnione od ustalonej kategorii geotechnicznej.

Badania geotechniczne dla kategorii I:

-rozpoznanie podłoża w poziomie posadowienia z określeniem profilu gruntowego do 2-3m ponizej poziomu

-ustalenie poziomu lustra wody gruntowej z prognozą jego zmiany oraz stopnia agresywności wody

W badaniach korzysta się z :

-dokumentacji archiwalnych dla sąsiednich obiektów

-małośrednicowych wierceń geotechnicznych z badaniami makroskopowymi gruntów

-obserwacji poziomu wody w studniach lub stawach

Dla budynków o powierzchni do 600 m^2 należy wykonac co najmniej 3 do 5 punktów badawczych, których odległośc nie powinne przekraczac od 30 do 50 m. Dla obiektów liniowych (rurociągi, drogi) odległośc ta nie powinna przekraczac 100 m. Punkty powinny być usytuowane w odległości 2-3m poza obrysem budynku. Dla obiektów większych liczba wierceń powinna być odpowiednio zwiększona.

Badania terenowe w kategorii II:

-najmniejsza liczba punktów obserwacyjnych dla jednej budowli wynosi 4, w razie potrzeby liczbę ta należy zwiększyć

-odległośc pomiędzy otworami nie powinna być większa niż 40 m dla prostych warunków gruntowych lub 20m dla złożonych

-dla obiektów liniowych rozstaw wynosi do 50m w przypadku złożonych warunków gruntowych lub 100m w przypadku prostych

-gdy projektowany budynek ma być usytuowany bezpośrednio przy obiekcie istniejącym należy wykonać odkrywki fundamentów tego obiektu dla stwierdzenia głębokości i sposobu posadowienia

-dla ław i stóp minimalna głebokość rozpoznania poniżej przewidywanego poziomu posadowienia wynosi od 1 do 3 szerokości fundamentu lecz nie mniej niż 5m

-dla fundamentów płytowych-szerokość płyty poniżej poziomu posadowienia

-dla pali - co namniej 5 średnic lecz nie mniej niż 3 m poniżej podstawy pali

Fundamentowanie - dział techniki dotyczący projektowania i wykonywania fundamentów opartych na geologii, geotechnice, mechanice gruntów, wytrzymałości materiałów itp.

Fundament - element konstrukcji budowlanej przenoszący oddziaływania z budowli na podłoże gruntowe

Podłoże gruntowe - grunt rodzimy, antropogeniczny lub skała, istniejacy na miejscu budowy przed wykonaniem prac budowlanych w strefie której właściwości maja wpływ na projektowanie, wykonanie i eksploatacje budowli

Fundament bezpośredni - fundament przekazujacy obciażenie z konstrukcji bezpośrednio przez podstawę, zwykle posadowiony na niewielkiej głebokości od powierzchni terenu(ławy, stopy, płyty, ruszty, skrzynie)

Fundament głęboki - fundament przekazujący obciażenia z konstrukcji za pośrednictwem elementów sięgających w głebiej zalegajace nośne warstwy podłoża(pale, studnie, kesony, ściany szczelinowe)

Wymagania jakie powinien spełniać każdy fundament:

-przekazywane obciazenie nie powinno spowodować przekroczenia nośności podoża

-różnice osiadań poszczególnych części fundamentu lub układu fundamentów obiektu nie powinny spowodować w elementach konstrukcji obiektu przekroczenia na wartość eksploatacyjną budowli

-fundament powinien być odpowiednio zabespieczony przed zniszczeniem przez czynniki agresywne które mogą wystepować w gruncie lub wodzie gruntowj

Zasadnicze czynniki wpływajace na wybór rodzaju i konstrukcji fundamentu:

-warunki wodno-gruntowe podłoża

-warunki techniczno-ekonomiczne

-rodzaj obiektu i jego przeznaczenie

-charakter i wartości obciażeń

Rodzaje fundamentów bezpośrednich:

-stopy pojedyńcze

-stopy grupowe

-fundamenty pasmowe

-ruszty fundamentowe

-płyty fundamentowe

-skrzynie fundamentowe

Rodzaje fundamentów bezpośrednich:

-stopy pojedyńcze - w postaci regularnych brył geometrycznych rozmieszczonych zwykle w stałych odstępach; stopy przenoszą najczęściej na podłoze obciążenia ze słupow lub ścian

-stopy (ławy)grupowe(szeregowe) - stanowią posadowienie kilku śasiadujących słupów gdy odległości pomiędzy nimi sa niewielkie i korzystne jest ich usytuowanie na wspólnym fundameńcie

-fundamenty pasmowe (ławowe, ławy) - w rzucie poziomym stanowiace belki proste lub zakrzywione, przenoszące obciążenia ze ścian lub słupów na podłoze

-ruszty fundamentowe - stanowią układ przecinajacych się najczęściej ortogonalnie powiązanych ze sobą ław; przenosza obciążenie najcześciej ze słupów usytuowanych w miejscach przeciięc ław, na podłoże; charakteryzują się okreslona sztywnością na zginanie w kierunku pionowym w dwu płaszczyznach

-płyty fundamentowe - najczęściej obejmują swoim zasięgiem cały rzut budynku lub jego wydzieloną częśc; stosowane najczęściej przy słabszym podłożu gdzie pojedyńcze stopy lub ławy miałyby znaczne nieekonomiczne rozmiary

-skrzynie fundamentowe - stanowia układ połączonych ze soba elementów: płyty dolne i ewentualnie górnej oraz scian zewnętrznych i wewnetrznych lub słupów tworząc w ten sposób konstrukcję o bardzo dużej sztywności.

Stopy pojedyncze oraz ławy fundamentowe pod ścianami oblicza się jako fundamenty sztywne

Ławy szeregowe, fundamenty płytowe, rusztowe i skrzyniowe wymagają obliczeń uwzględniających ich sprężystośc podłoża

Kształtowani, wymiarowanie i konstruowanie fundamentów bezpośrednich

Dla stóp betonowych wysokośc stopy to powinna być taka aby w dolnych włóknach nie pojawiły się napręzenia rozciągajace. Zachodzi to gdy to>0,75(b-c); wówczas tgα>1,5 (α>56º). Dla stóp nizszych szczególnie gdy

Tgα<1 (α<45º), trzeba wykonac stopy o konstrukcji żelbetowej, w których w dolnej części znajdują się poziome wkładki zbrojenia, a także sprawdzenie stopy żelbetowej na ścinanie i przebicie słupem wykonuje się według zasad podawanych w normie żelbetowej.

Ogólne zasady dotyczące kształtowania stóp obciążonych mimośrodowo są zbliżone do stóp osiowych. Wykonuje się je najczęściej jako żelbetowe.

c - wielkośc otuliny zbrojenia stopy (gdy stopa jest wykonana na podłozu z chudego betonu c=4,0cm; przy braku tej warstwy c= 7,5cm)

Zalecenia konstrukcyjne do projektowania stóp i ław fundamentowych betonowych i żelbetowych :

Stopy betonowe:

1) beton >= B15

2) orientacyjna wysokośc h>=1,5s (s - najdłuższy wspornik stopy)

3)kształt stóp:

-ostrosłupowe(trapezowe) - dla L> 2,0m

-kąt rozchodzenia się naprężeń

-wysokośc dolnej prostopadłościennej części >=15cm oraz >=h/3

-odsadzka wokół słupa c>=5cm

Stopy żelbetowe

1) beton B15,B20(B25)

2) stal A-0, A-I, A-II

3)wstepna wysokośc:

-dla obciążenia osiowego

-dla obciążenia mimośrodowego
gdzie s oznacza większą z dwu długości wsporników:

stopy schodkowe(liczba odsadzek)

przy h<=35 cm jedna odsadzka

przy 35<h<=85 cm dwie odsadzka

przy >90 cm trzy odsadzki

4)moment zginający w przekroju przysłupowym, niezbędny do zymiarowania zbrojenia wyznacza się najczęściej metodą wydzielonych wsporników trapezowych, dzielac myslowo stopę na cztery oddzielne wsporniki trapezowe utwierdzone w słupie, odpór gruntu gf do obliczenia momentu wyznacza się bez uwzglednienia ciążaru własnego stopy i gruntu spoczywającego na jej obrysie

5)sprawdzenie na przebicie przeprowadza si dla stóp niskich gdy:

h<0,25s dla stóp schodkowych i trapezowych

h<0,3s dla stóp prostopodłościennych

6)zbrojenie stóp pręty >=10mm co 10-30cm (wg obliczeń)

7)dla stóp o L>=3,0m co druga wdładka może być krótsz o 20%(po 10 % z każdej strony)

8)Gdy wykonana jest warstwa wyrównawcza z chudego betonu pod stopą o grubości co najmniej 10cm (zalecana) otulina zbrojenia wynosi >=4cm , bez 7,5cm

Tok postepowania przy projektowaniu posadowienia bezposredniego:

1.Przyjecie schematu obliczeniowego podłoża

2.Ustalenie głebokości posadowienia

3.Wstepne przyjecie wymiarów fundamentu

4.Sprawdzenie warunków stanu granicznego nośności - ISG

5.Sprawdzenie warunków stanu granicznego użytkowalnia obiektu - IISG

6.Wymiarowanie konstrukcyjne fundamentów

7.Sporządzenie rysunków konstrukcyjnych

8.Sporządzenie opisu technicznego

Przyjęcie schematu obliczeniowego podłoża:

-podłoze jednorodne

-podłoze warstwowe

-wartość charakterystyczna parametru
- ustalona jako średni wynik z badań laboratoryjnych lub polowych, albo wyznaczona z wykorzystaniem istniejacych zalezności korelacyjnych.

Stosuje się 3 metody wyznaczania parametrów:

A-wszystkie parametry oznaczaj się w sposób bezpośredni

B-w sposób bezpośredni wyznacza się parametr wiodący np. Il lub Id, zas pozostałe z zależności korelacyjnych

C-przyjmuje się parametry na podstawie praktycznych doświadczeń na podobnym terenie przy zbliżonych obciazeniach i konstrukcji

-wartość obliczeniowa
- uwzględniająca rozrzut wyników oznaczeń:

gdzie γm-współczynnik materiałowy(>1 lub <1)

Ustalenie głębokości posadowienia

Przy ustalaniu głebokosci posadowienia należy uwzglednić m. In.:

-głebokość wystepowania poszczególnych warstw gruntów

-poziom wody gruntowej i jego zmiany

-wystepowanie gruntów ekspansywnych, zapadowych i wysadzinowych

-charakter obiektu

-głebokość posadowienia przylegających sąsiednich obiektów

-umowna głebokość przemarzania podłoża

Ustalenie wymiarów fundamentu

Przy ustalaniu wymiarów fundamentu należy mieć na wzgledzie:

-rozkład nacisków jednostkowych na podłoże przyjmuje się liniowo

-wypadkowa sił od obliczeniowego obciażenia stałego i zminnego długotrwałego nie powinna wychodzić poza rdzeń podstawy

-przy uwzglednieniu również obciazeń wyjatkowych może się pojawić szczelina lecz o ograniczonym zasiegu c<B/4

-rozkład nacisków jednostkowych powinien spełniać warunki wynikające z obliczeń sprawdzających ISG

Sprawdzenie stanu granicznego nośności ISG

Sprawdzenie ISG wykonuje si dla wszystkich przypadków posadowienia bezpośredniego.

Należy sprawdzić możliwość wystapienia nastepujących rodzajów ISG:

a - wypierania podłoża przez pojedyńczy fundament lub przez cała budowle

b - usuwisko lub zsuw fundamentów lub podłoża wraz z budowlą

c - przesunięcie w poziomie posadowienia fundamentu lub w głebszych warstwach podłoża

Ogólny warunek obliczania ISG:

Qr-wartość obliczeniowa działajacego obciażenia [kN]

Qf-obliczeniowy opór graniczny podłoża przeciwdziałajacych obciażeniu

m-współczynnik korekcyjny

Sprawdzenie stateczności układu fundament-podłoże:

Sprawdzenie to przeprowadza się gdy:

-
- dla podłoża z gruntu sypkiego

-
- dla podłoża z gruntu spoistego w stanie twardoplastycznym lub półzwartym

-
- dla podłoża bez względu na rodzaj gruntu

oraz gdy:

-fundament jest posadowiony na podłożu z gruntu spoistego w stanie plastycznym i miękkoplastycznym, niezależnie od wartości obciażenia poziomego

-w podłożu na głębokosci z<B ponizej poziomu posadowienia zalega warstwa której opór na ścinanie jest wyraźnie mniejszy niż gruntu w poziomie posadowienia

-projektuje się konstrukcje oporowe

Sprawdzenie stateczności w prostrzych przypadkach polega na przeprowadzeniu oceny stanu granicznego nośności układu fundament-podłoze gruntowe na obrót lub przesunięcie w poziomie lub ponizej poziomu posadowienia fundamentu.

Warunek obliczeniowy IISG: NA KARTKE

-wartość obliczonego przemieszczenia lub odkształcenia budowli

w obliczeniach IISG należy uwzglednić wartości charakterystyczne obciążeń oraz parametrów geotechnicznych przy czym obciażenie charakterystyczne można wyznaczyć jako:

Osiadanie średnie fundamentów NA KARTKE

sk-osiadanie poszczególnych fundamentów budowli lub wydzielonych części wspólnego fundamentu budowli

Fk-powierzchnia podstawy k-tego fundamentu

Pochylenie budowli

a,b- współczynniki równania płaszczyzny s=ax+by+c aproksymującej metodą najmniejszych kwadratów osiadania sj poszczególnych fundamentów budowli

Θ-pochylenie budowli jako całość lub części wydzielonej dylatacjami

Strzałka ugiecia (wygięcia) budowli

Strzałkę ugiecia budowli fo wyznacza się na podstawie osiadań trzech sąsiadujących ze sobą najniekorzystniej osiadajacych fundamentów budowli

Stany naprężenia w podłożu związane z wykonaniem posadowienia obiektu budowlanego

Naprężenia pierwotne:
; kPa

Odpręzenia:
; kPa

gdzie:
- naprężenia pierwotne w poziomie posadowienia

- współczynnik rozkładu naprężenia

Naprężenia wtórne:
; kPa

Napręzenia dodatkowe:

Gdzie q=qns - wartośc nacisku jednostkowego pod środkiem podstawy fundamentu:

Przy obliczeniach osiadań przyjmuje się że budowla nie ma sztywności własnej- jest całkowicie wiotka

Dla celów obliczeniowych podłoże pod fundamentem dzieli się na warstwy obliczeniowe o miąższosci hi<=0,5B; musza być warstwy jednorodne

Osiadanie i-tej wartwy podłoża oblicza się ze wzorów:

gdzie:
- odpowiednio: pierwotne i wtórne osiadanie i-tej warstwy,
-naprężenia dodatkowe i wtórne w połowie grubości i-tej warstwy, Mo,M-edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej i wtórnej i-tej warstwy, λ-współczynnik zależny od stopnia odprężenia podłoza na skutek wykonania wykopu równy:

0-gdy czas wznoszenia budowli nie trwa dłuzej niż rok

1-gdy czas wznoszenia budowli jest dłuższy niż 1 rok

Osiadanie fundamentu jest suma osiadań poszczególnych warstw obliczeniowych

Sumowanie przeprowadza się do głebokości zmax na której jest spełniony warunek

Jeśli jednak głębokoś wypadnie w obębie warstwy dla której edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej Mo jest co najmniej dwukrotnie mniejszy niż w warstwie leżącej bezpośrednio głebiej wówczas głsbokośc zmax należy zwiększyc do spągu tej warstwy ściśliwej.

Sprawdzenie warunków IISG przeprowadza się dla osiadań zachodzących w fazie eksploatacji obiektu:

Dla ich ustalenia można przyjac że:

-dla warstwy gruntów niespoistych oraz spoistych w stanie półzwartym (Il<=0) osiadania całkowicie kończą się waraz z zakończeniem budowy - r=0

-dla warstw gruntów spoistych w stanie gorszym niż półzwarty (Il>=0) w trakcie budowy zachodzi 50% osiadania - r=0,5

-dla warstw gruntów organicznych w trakcie budowy zachodzi 25% osiadania całkowitego - r=0,75

Ścianki szczelne składaja się z brusów (grodzic) wprowadzonych w grunt ściśle jeden obok drugiego i łączonych na zamki

Ścianki szczelne mogą być wykonywane jako:

-drewniane

-stalowe

-żelbetowe

-z tworzyw sztucznych (PCV)

Główne zadania ścianek szczelnych:

-zabezpieczenie wykopu od dopływu wody z zewnątrz

-podtrzymywanie pionowych ścian wykopu podczas robót fundamentowych

-pełnienie funkcji konstrukcyjnych w wielu rodzajach budowli wodnych i lądowych

Ścianki szczelne drewniane

Długośc brusów może dochodzic do 18 m, zwykle do 12m, drewno najczęściej sosnowe. Wprowadz się w grunt poprzez wbijanie.

Zalety:

-lekkie nie wymagają cieżkiego sprzętu

-szczelne przy czym szczelność z czasem wzrasta

-użyte jako konstrukcja stała ponizej lustra wody sa bardzo trwałe

-ze względu na duze przekroje mogą przenosić obciażenia pionowe

Wady:

-znacznie mniej wytrzymałe od żelbetowych i stalowych

-użyte jako tymczasowe ulegaja przy wyjmowaniu w dużym proceńcie zniszczeniu

Ścianki szczelne żelbetowe

Brusy żelbetowe są wykonywane z betonu zwykłego lub sprężonego. Długośc do 20 m, przy ciężarze dochadzącym do 60 kN.

Zalety:

-mniejsze zużycie stali w porownaniu ze stalowymi

-duża zdolność do przejmowania obciażeń pionowych

Wady:

-są bardzo cieżkie w stosunku do uzyskiwanej wytrzymałości, wymagaja cieżkiego sprzętu

-mogą byz wykożystywane wyłacznie do konstrukcji stalowych

-gorsza szczelność od drewnianych i stalowych

-podatność na uszkodzenia przy wbijaniu

-wymagaja dużego placu prefabrykacyjnego

Ścianki szczelne stalowe

Profile o niskiej wartosci wskaźnika wytrzymałości w odniesieniu do osi ścianki walcuje się do długości 3m, zaś najcięższe do 20m.W razie potrzeby można brusy przedłużac przez spawanie. Ścianki stalowe wprowadza się w grunt poprzez: wbijanie, wwibrowywanie lub wciskanie.

Zalety:

-sa łatwe w wykonaniu

-maja dużą wytrzymałośc przy stosunkowo niskim ciężarze

-daja się przedłużać przez spawanie

-mogą być wielokrotnie używane

-ze względu na pewien luz w zamkach można z nich kształtować ścianki łukowe

Wady:

-sa drogie

-maja mniejszą szczelność niż drewniane chociaż po pewnym okresie eksploatacji szczelność wzrasta na skutek wypełnienia zamków rdzą i drobnymi cząskami gruntu, można ja również zwiększyć przez zaspawanie zamków

Kotwienie konstrukcji oporowych

Zakotwienie ścianki obejmuje urządzenie kotwiące ora ściąg(ciegno), łączący z nim ściankę

Najczęściej stosuje się ściągi w postaci prętów stalowych. Ściąg taki jest napinany śrubą rzymską dla usunięcia luzów montażowych. Przy ściankach żelbetowych wykorzystuje się również ściągi żelbetu.

Urządzenie kotwiące przekazuje siłe ściągu na grunt. Stosowane są najczęściej nastepujące odmiany urządzeń kotwiacych :

-bloki betonowe

-pionowe płyty kotwiace żelbetowe lub z odcinków grodzic

-pale kozłowe

-ścianki szczelne wspornikowe

Do kotwienia ścianek szczelnych mogą być również stosowane kotwy gruntowe iniekcyjne wstępnie naprężone lub biernie

Kotwy gruntowe mogą być poziome lub ukośne. Kotwy ukośne skuteczniej przekazują obciążenia z konstrukcji na grunt. Najkorzystniejsze jest pochylenie kotew pod katem 20-30º do poziomu

Iniekcyjna kotwa wstępnie naprężona jest osadzonym w gruńcie elementem rozciąganym przekazującym obciązenia działające na jej głowice przez odcinek naprężony, do buławy zespolonej ze stabilnym gruntem poza bryła odłamu. Samo ciagno nie ma kontaktu z otaczającym gruntem. Kotwy takie maja długości oraz duże uciągi dochodzące do: w gruntach spoistych 0,5-0,6 Mn, w gruntach sypkich 1,0-1,5 MN. Celem wstępnego napręzenia jest eliminacja lub znaczne ograniczenie początkowych deformacji konstrukcji oporowej i przez to jej unieruchomienie. Cięgna mogą być pretowe(pojedyńczy pręt 15-36mm, lub splotowe) składające się z kilku drutów.

Kotwy dziela się na:

-tymczasowe - niezbędne na czas wykonania konstrukcji oporowej; po jej wykonaniu parcie gruntu przekazywane jest na inne elementy konstrukcjyjne

-stałe - pracujaca tak długo jak konstrukcja oporowa która podtrzymuje

Obliczanie ścianek szczelnych:

Obciązenia - dzialajace na ścianke to : parcie czynne gruntu znajdującego się za ścianka, parcie hydrostatyczne wody gruntowej lub otwartej, parcie bierne gruntu znajdującego się przed ścianką, siły w zakotwieniu

Poszukiwanymi wielkościami - przy projektowaniu sa :głebokość wbicia ścianki w podłoże, reakcje w zakotwieniach oraz maksymalnym moment zginający

Tok obliczeń ścianki szczelnej:

1. ustalenie danych geometrycznych oraz najniekorzystniejszych profili geotechnicznych z uwzglednieniem charakterystycznych wartości paramentrów

2. okreslenie charakterystycznych wartości obciążeń zewnętrznych działających na naziom w zasiegu klina odłamu

3. Wyznaczenie rozkładów charakterystycznych jednostkowego parcia i odporu gruntu na podstawie charakterystycznych wartości parametrów gruntu

4. Wyznaczenie wypadkowego wykresu charakterystycznego parcia gruntu oraz wody przez zsumowanie wykresów jednostkowych parcia, odporu i osobno parcia wody

5. Podział wykresu wypadkowego na paski obliczeniowe i wyznaczenie w obrębie poszczególnych pasków wartości charakterystycznych parć skupionych

6. Zamiana wartości charakterystycznych parć skupionych na obliczeniowe przez wymnożenie wartości charakterystycznych przez współczynniki obciazenia γf

7. Obliczenia ścianki np. graficzna metoda Bluma: sporządzenie wieloboku sił oraz wieloboku sznurowego. Wyznaczenie na ich podstawie głębokości wbicia reakcji w zakotwieniu oraz maksymalnego momentu

Ściany szczelinowe stanowią konstrukcje oporowe lub/oraz mogą pełnic role fundamentu obiektu. Są one formowane przez wypełnienie betonem wąskoprzestrzennych wykopów, głębionych przy zastosowaniu zawiesin bentonitowych, które maja za zadanie zabezpieczania stateczności ścian wykopów.

Grubość ścian szczelinowych wynosi 50-100 cm zas ich głebokość dochodzi do 30m

Zawiesina bentonitowa stanowiąca mieszaninę suchego bentonitu z wodą o gestości 1,03-1,10 g/cm^3, jest cieczą o właściwościach tiksotropowych.

Etapy wykonywania ściany szczelinowej:

1. Wmiejscu budowy ściany wykonuje się rów o głębokości ok. 1m którego ściany zabezpiecza się żelbetowymi ściankami o odstepie równym szerokości przyszłej ściany i stanowiącymi prowadnica przy głębieniu ściany

2. Rów wypełnia się zawiesina bentonitową i rozpoczyna głebienie odcinka ściany o długości 2-6m, w miarę pogłębiania szczeliny stale dolewa się w nia zawiesine z bentonitu

3. Po wykonaniu wykopu na pełna głebokość wstawia się elementy rozdzielcze wyznaczajace długość sekcji ściany, opuszcza gotowy szkielet zbrojenia i wlewa płynna masę betonową przy użyciu leja

4. Po stwardnieniu betonu usuwa się elmenty rozdzielcze i wykonuje się sąsiednia sekcję ściany

Fundamenty na palach - fundamenty pośrednie w których obciążenia z konstrukcji sa przekazywane na głebiej połozone nośne warstwy podłoża za posrednictwem dodatkowych elementów posadowienia jakimi sa pale.

Pale - sa to podłużne elementy nośne wykonane z różnych materiałów o stosunku średnicy do długości w granicach 1:20 do 1:50

Podstawowe elementy pali:

-ostrze (podstawa, stopa)

-trzon z pobocznicą

-głowica

Przykłady zastosowania fundamentów na palach:

-gdy w podłozu wystepuja słabo nośne grunty: miękkoplastyczne gliny, luxne piaski, grunty organiczne(torfy, namuły)

-gdy w podłożu wystepuje płytko poziom wody gruntowej a nie ma mozliwości odwodnienia lub wiąże się to ze zbyt wysokimi kosztami

-gdy zachodzi potrzeba zabezpieczenia budowli przed osuwiskiem

-gdy jest ograniczone miejsce na fundamenty

-gdy wystepują bardzo duże obciążenia

-gdy na obszarze posadowienia wystepuja zjawiska krasowe lub nierówny poziom stropu skał niezwietrzałych

-w budownictwie hydrotechnicznym

Podział pali:

1.Z uwagi na warunki pracy pala w gruncie:

-normalne - nośność pala zalezy zarówno od oporu gruntu pod podstawą jak i od tarcia gruntu wzdłuż pobocznicy

-stojące - nośność pala zależy od oporu pod podstawą

-zawieszone - nośność pala wynika z tarcia na pobocznicy

-ukośne - stosuje się wtedy gdy na pale działaja obciazenia siłami poziomymi,

2.Ze względu na materiał z którego sa wykonane, pale dzielimy na:

-drewniane

-stalowe

-betonowe

-żelbetowe

-kombinowane

3.Z uwagi na sposób wykonania:

-gotowe(prefabrykowane)

-wykonywane w gruncie (przemieszczeniowe i wiercone

4.Ze względu na sposób wprowadzenia w grunt pale gotowe dzielimy na:

-wbijane

-wkręcane

-wwibrowywane

-wciskane

-wpłukiwane

5.Ze względu na średnicę wyróżniamy pale:

-małośrednicowe(mikropale) - 7,5-20 cm

-normalnośrednicowe - 20-60 cm

-wielkośrednicowe - powyżej 60 cm

Pale drewniane - Do ich wykonania stosuje się proste głatkie pnie sosnowe lub świerkowe, bardzo rzadko dębowe. Przedział stosowanych średnic 18-30 cm, długości 12-15m. Zalecane średnice:

-w niskich ustrojach palowych D=14+2*l

-w wysokich ustrojach D=18+1,5*l

gdzie: D-średnica pala [cm]

l-długośc pala [m]

Pale żelbetowe - beton do ich produkcji musi odznaczac się wytrzymałością (B25 do B50) oraz szczelnością.. Ciągłe pale żelbetowe wykonuje się o przekroju pełnym(kwadratowe D=25-40cm, wielokątne i kołowe) i o przekroju rurowym. Zasada doboru średnicy zbrojenia głównego w mm: d=2*L gdzie L-długośc pala w m(do 18m).

Wprowadzenie pali gotowych w grunt:

-wbijanie (drewniane, stalowe)

-wpłukiwanie

-wkręcanie

-wciskane(żelbetowe)

-wwibrowywane

Pale wykonywane bezpośrednio w gruncie:

1.Pale wykonywane z zagęszczeniem gruntu - pale przemieszczeniowe (pale systemu Franki i Vibro)

Pale Franki - sa wykonywane w rurze osłonowej o średnicy 400-500mm przy użyciu specjalnie do tego przystosowanych ciężkich kafarów. W górnej części rury znajduje się kołnierz z uchwytami do liny. Wykonactwo tych pali obejmuje następujące operacje:

-na dno rury ustawionej na powierzchni gruntu wsypuje się porcję mieszanki betonowej o bardzo małej zawartości wody o wysokości 2-3D i wprowadza so wnętrza ubijak o masie 2,5-6t

-ubijając beton uderzeniami ubijaka w wysokości 1-1,2m powoduje się jego silne zagęszczenie tworząc tzw. Korek, co powoduje wzrost tarcia betonu o rurę i w konsekwencji w pewnym momencie po przekroczeniu na zewnątrz tarcia gruntu o rurę rura zaczyna się zagłębiac

-uderzjąc w korek i zwracając uwagę na stałe uzupełnianie betonu w korku aby jego wysokośc zawsze wynosiła minimum 40-60cm, doprowadza się rurę na projektowaną głębokośc; w tej fazie ubijak jest zrzucany z wysokości 3-8m;

-napina się liny zamocowane przy kołnierzu rury aby uniemożliwic ich dalsze zagłebianie i rozpoczyna się formowanie stopy pala przez wybijanie korka z rury za stałym uzupełnianiem betonu, uważając by nie wybic korka całkowicie z rury, co spowodowałoby wdarcie się wody do wnętrza rury i dyskfalifikację pala; formowanie stopy trwa tak długo aż grunt wokół podstawy skomprymuje się i młot zacznie sprężyście odbijac od betonu

-rozpoczyna się formowanie trzonu pala; do wnetrza rury wprowadza się gotowy szkielet zbrojenia i stale dosypując beton do rury ubija się go podciągając równocześnie rurę ku górze; zbrijenie tworzy najczęściej 6 pionowych prętów 16-20mm połaczonych uzwojeniem z drutu 6mm o skoku 15 cm

Długość pali wynosi zwykle 8-18 m. Uzyskiwane nośności zależą od gruntu w podstawie i siegaja 600-1200 kN

Zalety pali Franki: duża nośność ze względu na silna komprymację gruntu pos stopą i wokół trzonu, niskie osiadania, duża szczelność betonu co zwieksza bezpieczeństwo korozyjne

Wady: duże wstrząsy przy wykonywaniu, ciężki sprzęt, ograniczone długości pomimo mozliwości łaczenia rur

Pale Vibro - wykonuje się w rurze osłonowej o średnicy 400-600mm zakończonej luźno wstawionym(ale szczelnie) staliwnym lub żelbetowym grotem, albo płaskim blaszanym dnem obejmujacym dolny koniec rury. Rura w górnej części posiada ucha do mocowania liny.

Wykonanie pali Vibro obejmuje następujace etapy:

-wbijanie rury zakończonej stożkiem lub dnem przy pomocy młota częstotliwego o masie 2,5-3t, poprzez kołpak zamocowany na głowicy rury do projektowanej głębokości

-opuszczanie do wnętrza rury szkieletu zbrojenia i wypełnianie jej półciekłą miesznka betonową

-podciąganie rury linami z równoczesnymi wibrowaniem: silnie w górę, słabiej w dół z częstotliwością 30-60 drgań/minute, z prędkością wyciągania nie przekraczajacą 1m/min

2.Pale wykonywane w gruńcie bez zagęszczenia(wiercone)

Pale Wolfsholza: wykonywanie pali Wolfsholza odbywa się w osłonie rur obsadowych o średnicy 300-500mm. Rurę zagłebia się do projektowanego poziomu sposobem wiertniczym, przez wybieranie urobku z jej wn ętrza świdrami spiralnymi lub łyżkowymi, należy dbać aby poziom wody wewnątrz rury był zawsze nieco wyższy niż w gruncie. Nastepnie do wnętrza wprowadza się gotowy szkielet zbrojenia i montuje się szczelna pokrywę zaopatrzoną w dwa zawory do podłączenia rurek którymi będzie doprowadzany ciekły beton oraz sprężone powietrze. Posrodku jest przesuwna rurka tzw lunetka którą doprowadzana jest woda z wnętrza rury pod wpływem tłoczonego tam sprężonego powietrza. Nastepnie dostarcza się pneumatycznie ciekła mieszankę betonową tworząc korek do wysokości 4-5D. Cisnienie powietrza w rurze wzrasta przy tym i wówczas rura obsadowa unosi się nieco, jednak nie na tyle aby beton został z niej wypchniety całkowicie i nastąpiło przerwanie trzonu pala. Do rury dostarcza się kolejne porcje mieszanki i powtarza opisana procedurę. W ten sposób betonuje się cały trzon pala. Nośność tych pali osiaga 400-600 kN, a długość ponad 20m . Główna zaletą pali Wolfsholza jest ich wykonawstwo bez wstrzasów co pozwala na stosowanie w miejscach zabudowanych. Są w zwiazku z tym wykorzystywane do wzmacniania istniejących posadowień.

Pale CFA - można je wykonywać we wszystkich rodzajach gruntów:sypkich i spoistych. Wiercenie i wykonywanie pala bez rury obsadowej nie powoduje wibracji podłoża, ani jego rozluxnienia, można wiec stosować te pale bezpośrednio obok istniejacych obiektów, bez szkody dla nich. Wykonuje się pale CFA w bardzo szerokim zakresie srednic:40-100 cm o długości do 30m. Podczas wiercenia świder jest wkręcany w podłoże na pełną głębokość bez usuwania urobku co powoduje pewne zageszczenia gruntu otaczajacego trzon. Świder posiada rdzeń rurowy zaopatrzony na dole w zawór który jest zamknięty w czasie wiercenia. Po osiagnięciu projektowanej rządnej zawór zostaje otwarty i następuje podciądanie świdra bez obrotów wraz z gruntem znajdującym się w jego zwojach z równoczesnym pompowaniem ciekłrgo betonu centralnym przewodem. Beton podawany pod ciśnieniem dokładnie wypełnia przestrzeń pod świdrem, nie dopuszczając do odprężenia się gruntu wokół pala. Po zakończeniu betonowania tym sposobem trzonu pala natychmiast wprowadza się do świeżej mieszanki betonowej gotowy szkielet zbrojenia z prętów >16mm. Pale te wymagają szczególnie starannego wykonawstwa w gruntach sypkich gdyż nieumiejętne prowadzenie robót może doprowadzić nie do zagęszczenia podłoża ale przeciwnie do jego rozluxnienia.

Pale wiercone w rurach osłonowych - wykonywanie tego rodzaju pali odbywa się z użyciem specjalnych wielkogabarytowych wiertnic pozwalających wykonywa pale o średnicy do 1,5m a nawet większych i o długości do 36m. Nośnośc pojedynczych pali może osiągnąc do 15MN przy dużej również wytrzymałości na obciążenia poprzeczne lub rozciągające.

Mikropale - nazywamy pale wiercone o średnicy trzonu do 30cm oraz przemieszczeniowe o średnicy do 15cm. Zawierają one element nośny w postaci pręta, wiązki prętów, kształtownika lub rury. Nośność ich może być powiększona przez iniekcję pobocznicy i/lub podstawy. Stosuje się je najczęściej do wzmocnienia istniejących fundamentów

Mikropal iniekcyjny - po wywierceniu otworu wprowadza się do niego rurę iniekcyjną zamkniętą od dołu z otworami osłoniętymi gumowymi manszetami. Przez rurę wtłacza się od dołu pod ciśnieniem zaczyn cementowy tworząc buławę wokół niej. Rura pozostaje jako zbrojenie mikropala.

Kształtowanie fundamentów palowych

Osiowy minimalny rozstaw pali - a jest uzależniony od charakteru pracy pala w podłożu:

-dla pali normalnych(pośrednich) a=(3-4)D

-dla pali stojacych(słupowych) a=(2-3)D

-dla pali zawieszonych(wiszących) a=(5-6)D D-średnica pali

Pod fundamentami pasmowymi pale należy rozmieszczać co najmniej w dwu rządach:

szeregowo lub mijankowo

Pod płytami o znacznych wymiarach pale umieszcza się pionowo w jednakowych odstępach jeżeli:

-na fundament działa osiowo symetryczne obciazenia pionowe

-na fundament działa mimośrodowo pionowe obciażenie przy którym umowny wykres napręże ń może być przyjety jako trapez o stosunku wartości qmax/qmin≤1,15

Jeżeli fundament jest obciazony siła ukosna działajacą stale o składowych V i H to oprócz pali pionowych stosuje się również pale ukośne:

-jeżeli H/V<0,2 to wszystkie pale można pochylić dając nachylenie zgodne z nachyleniem wypadkowej obciążenia

-jeżeli H/V>0,2 to dla przeniesienia składowej poziomej należy stosować układy pali kozłowych

-jeżelipoziome obciążenie pojedyńczego pala jest większa niż 10 kN to należy stosować równocześnie pod płytą pale pionowe i ukośne

Nośność pali:

Warunek nośności pojedyńczego pala wciskanego lub wyciąganego:

Qr-obliczeniowe obciazenie pala

N-obliczeniowa nosność pala

m-współczynnik korekcyjny równy 0,9(dla fundamentów na 2 palach m=0,8, dla 1 pala m=0,7)

Nośność osiową pali oblicza się uwzględniając opór gruntu pod podstawą pala oraz tarcie wzdłuż pobocznicy:

-dla pali wciskanych

-dla pali wyciąganych

q®- obliczeniowa jednostkowa wytrzymałość gruntu pod podstawą pala [kPa] zależna od rodzaju i stanu gruntu

t®-obliczeniowa jednostkowa wytzrymałość gruntu wzdłuż pobocznicy pala [kPa] zależna od rodzaju i stanu gruntu

Sp,Ss,Sw-współczynniki technologiczne, zalezne od rodzaju pala i sposobu jego wykonania oraz rodzaju i stanu gruntu

Ap-pole przekroju poprzecznego podstawy pala

Asi-pole powierzchni pobocznicy pala w obrębie i-tej warstwy

Warunek IISG

[s]obl-obliczona wartość przemieszczenia wyrażająca:

a)osiadanie pojedyńczego pala

b)średnie osiadanie fundamentu palowego lub śrdnie osiadanie fundamentów budowli

c)przechylenie budowli jako całości lub jej wydzielelonej częsci

d)odkształcenie konstrukcji:wygięcie, różnica osiadań

[s]dop-odpowiednie wartości dopuszczalne określone przez projektanta zalezne od rodzaju konstrukcji i warunków jej eksploatacji

Przy oblizaniu IISG uwzglednia się wartości charakterystyczne działających obciażeń i parametrów geotechnicznych

Obliczenie osiadania pala zagłębionego w podłozu jednorodnym

Qn-obciążenie charakterystyczne działające wzdłuż osi pala

Eo-moduł odkształcenia gruntu

Iw-współczynnik wpływu osiadanie, dla pala w warstwie jednorodnej Iw=Iok*Rh, gdzie

Iok-współczynnik wpływu osiadania zależny os h/D oraz Ka

Et-moduł ściśliwości trzonu pala

Ra-stosunek powierzchni przekroju poprzecznego pala do całej powierzchni przekroju poprzecznego; dla pali o pełnym przkroju Ra=1

Rh-współczynnik wpływu warstwy nieodkształcalnej ponizej podstawy pala

Nośność pali określana za pomoca wzorów dynamicznych

η-współczynnik wyzyskania energii wbijania pala

E-energia uderzenia młota kafara

Fd-współczynnik bezpieczeństwa, Fd=1,5-3

c-wpęd pala pod wpływem ostatniego uderzenia młotem

c1-odkształcenie sprężyste pala i gruntu pod nim, pod wpływem ostatniego uderzenia młota

Próbne obciążenie pali - wymagane jest normowo aby nośność pali ustalona ze wzorów teoretycznych została zweryfikowana w terenie za pośrednictwem próbnego obciązenia. Próbie wsiskanie lub wyciągania należy poddac 2 pale gdy w skład fundamentu wchodzi mniej niż 100 pali i po 1 polu na każde dalsze rozpoczęte 100 sztuk.

Można tego zaniechać gdy w fundameńcie jest mniej niż 25 pali a jakość pali i nośnośc podłoża nie budzą zastrzeżeń. Próba obciążenia może być przeprowadzona w sposób statyczny lub dynamiczny

Konstrukcje oporowe

Konstrukcje oporowe są przeznaczone do przejmowania i przekazywania w podłoze parcia gruntu w sytuacji gdy poziom gruntu po obu stronach takij konstrukcji jest zróżnicowany

Podstawowym obciążeniem działajacym na konstrukcje oporowe jest parcie czynne gruntu działajace od strony wyższego naziomu i odpór od strony niższego naziomu

Podstawowy podział konstrukcji oporowych jest zwiazany z rodzajem materiału użytego do ich wykonania oraz charakterem pracy:

-masywne(kamienne i betonowe, blokowe i skrzyniowe)

-lekkie(wspornikowe, płytowo-katowe, płytowo-żebrowe, kaszycowe, z gruntu zbrojonego, z gruntu gwoździowanego, zbrojone geosyntetykami)

Ściany masywne(grawitacyjne) - przeciwstawiają się parciu gruntu głównie dzięki duzemu ciazarowi własnemu. Do ich wykonania stosuje się przede wszystkim

Ściany płytowo-kątowe - sa wykonywane jako żelbetowe. Ich stateczność zapewnia zasyp gruntu obciążajacy od strony wyższego naziomu płyte dolną. Ze względu na stosunkowo niską sztywność maja ograniczoną wysokość: monolityczne do 6m, zaś prefabrykowane do 4,5m

Ściany płytowo-żebrowe - w porównaniu z płytowo-katowymi charkteryzuja się znaczniejszą sztywnością i w związku z tym wysokość takich ścian monolitycznych dochodzi do 10m zaś prefabrykowanych do 7m. Pionowe trójkatne żebra usztywniające konstrukcję rozmieszcza się co 2,5-3,0m

Ściany kaszycowe - wykonuje się głównie z prefabrykowanych elementów żelbetowych które po zmontowaniu tworza ażurowe przestrzenne skrzynie zwane kaszycami. Wnętrze kaszyc jest wypełniane kamieniami tłuczniem, pospółką lub innymi materiałem przepuszczanym

Keson stanowi szczelną skrzynię bez dna przykrytą stropem pod osłona której wykonuje się roboty fundamentowe na obszarach zbiorników i cieków wodnych i na lądzie w miejscach gdzie wystepuje wysoki poziom wody gruntowej bez potrzeby jego obniżania.

Kesony stosuje się gdy:

-warstwa gruntu nośnego znajduje się na głebokości nie przekraczajacej 35m od powierzchni lustra wody

-występują w podłożu przeszkody (kłody drewna, głazy, bardzo trwarde grunty ) uniemożliwiające zastosowanie studni

-dopływ wody do wnętrza studni byłby tak intensywny że nie można by jej było odpompowac

Wysokocisnieniowa iniekcja strumieniowa na wzmocnienie oraz uszczelnienie gruntu a także wytworzenie konstrukcji oporowych i ich zakotwień oraz fundamentowych. Polega ona na rozbiciu naturalnej struktury gruntu strumieniem wody o bardzo wysokim cisnieniu

MONO JET - do rozluźnienia struktury gruntu i równocześnie do iniekcji stosuje się strumień zaczynu cementowego o ciśnieniu do 50MPa

DOUBLE JET - zaczyn cementowy jest wtryskiwany w otoczce sprężonego powietrza o ciśnieniu do 1,7MPa. Uzyskuje się w ten sposób zwiekszenie zasięgu petryfikacji nawet dwukrotnie w stosunku do mono. Można również grunt rozcinac strumieniem wody z jednej dyszy a z drugiej podawac zaczyn

TRIPLE JET - do rozluxnienia gruntu stosowany jest strumień wody o ciśnieniu do 60 MPa w otoczce sprężonego powietrza a do petryfikacji zawiesina cementowa

W wyniku pojedyńczej iniekcji uzyskuje się zwykle pal iniekcyjny w postaci bryły cementogruntu o kształcie zbliżonym do walca który może być zbrojony albo ścianę iniekcyjna(płaska bryła cementogruntu)

Łaczac ze soba elementy iniekcyjne powstają konstrukcje iniekcyjne takie jak:

-przegroda iniekcyjna - uformowana z pali lub ścian iniekcyjnych

-płyta inikcyjna - pozioma konstrukcja z połączonych za sobą odcinków pali

-sklepienie iniekcyjne - pozioma konstrukcja z połączonych pali lub ścian

-blok iniekcyjny - przestrzenna konstrukcja

20

---