background image

PRÓBNE OBCIĄŻANIE GRUNTU PŁYTĄ SZTYWNĄ

Próbne   obciążanie   jest   badaniem   terenowym,   przeprowadzanym   bezpośrednio   w   miejscu 
występowania badanego gruntu. 
Badanie to pozwala ustalić zależność pomiędzy obciążeniem i odkształceniem, która stanowi 
podstawę do wyznaczenia modułów odkształcenia E

0

 i E.

E

0

 

 moduł odkształcenia pierwotnego, 

E 

— moduł odkształcenia wtórnego.

Parametry te są niezbędne do projektowania fundamentów.

Spośród   szeregu   metod   próbnego   obciążania   gruntu   do   najczęściej   stosowanych   należy 
metoda próbnego obciążania płytą sztywną. 

Budowa urządzenia do próbnego obciążania gruntu płyta sztywną

Zasadniczymi elementami urządzenia do próbnego obciążenia gruntu płytą sztywną są:

Płyta  sztywna  (3)  –  jest  to  płyta  stalowa   o  kształcie  kołowym   lub  wielobocznym, 
najczęściej   kwadratowym,   o   powierzchni   co   najmniej   0,5m

2

  spełniająca   wymagane 

warunki sztywności.

Konstrukcja   obciążająca  (11,   12,   13)   –   stosowane   są   konstrukcje   dźwigniowe, 
obciążane balastem (np. obciążniki betonowe) oraz konstrukcje oporowe, w których 
obciążenie wywierane jest podnośnikami hydraulicznymi.

Dynamometr (6) służy do pomiaru wywieranego nacisku, jego podziałka elementarna 
to 1±0,02 kN.

Urządzenia   do   pomiaru   osiadań  –   najczęściej   są   nimi   czujniki   zegarowe   (15) 
o podziałce   elementarnej   0,01±0,002   mm   zamontowane   na   nieruchomym   układzie 
odniesienia (16). 

background image

Technika wykonywania badań

Płytę   sztywną   układa   się   na   dnie   wykopu   na   warstwie   wyrównawczej   piasku   lub 
zaprawy   gipsowej,   a   następnie   obsypuje   się   ją   warstwą   zagęszczonego   gruntu 
o grubości co najmniej 0,5 m.

Obciążanie   powinno   przebiegać   tak,   aby   obok   płyty   nie   działały   żadne   dodatkowe 
obciążenia oraz, aby obciążenia nie spowodowały osiadań układu odniesienia pomiarów 
osiadań płyty.

Kolejne stopnie obciążania są następujące: 

pierwszy stopień  p

0

  równy  

σ

 

gdzie 

σ

  –   naprężenie   pierwotne   w   podłożu   na   głębokości   poniżej   poziomu 

posadowienia fundamentu, czyli na głębokości prowadzonego badania,

co najmniej trzy następne stopnie pomiędzy wartościami  

σ

  i  

σ

zq

 

 

gdzie  

σ

zq

  – naprężenie w podłożu od obciążenia zewnętrznego (budowla),

co najmniej trzy dalsze stopnie pomiędzy wartościami  

σ

zq

  i  2 

σ

zq

,

W przypadku potrzeby przeprowadzenia powtórnego obciążania płytą: 

obciążanie należy doprowadzić tylko do wartości  

σ

zq

,

 

a następnie zmniejszyć do wartości 

σ

  

i powtórnie zwiększyć do wartości 

σ

zq

  

a następnie stopniowo zwiększać aż do  2 

σ

zq

  

Obciążenie każdego stopnia powinno trwać tak długo, aż przyrost osiadania płyty nie 
będzie większy niż 0,1 mm w czasie 2 godzin (grunty spoiste) lub w czasie 0,5 godziny 
(pozostałe grunty).

W trakcie wykonywania badania podłoże i urządzenia pomiarowe należy chronić od 
szkodliwych wpływów mechanicznych i atmosferycznych.

Po zakończeniu badania obciążania płytą sztywną wykop badawczy należy pogłębić o 
1 m i wykonać w nim następujące badania:

badania makroskopowe gruntu, 

badanie ścinarką obrotową i penetrometrem tłoczkowym (grunty spoiste),

pobrać próbki NW i NNS.

background image

Interpretacja wyników badań

Moduły odkształcenia oblicza się ze wzoru (1):

k

B

E

E

=

ω

ν

)

1

(

)

(

2

0

(1)

E

(E) —

moduł odkształcenia pierwotnego (wtórnego),

ν

współczynnik Poissona gruntu,

ω

współczynnik kształtu płyty sztywnej; 
ω = 0,79 (płyta kołowa),  ω = 0,84 (płyta kwadratowa),

B

średnica kołowej płyty sztywnej lub mniejszy bok płyty wielobocznej, [m],

k

współczynnik   prostej   aproksymującej;   początkowy   prostoliniowy   odcinek 
wykresu zależności przemieszczenie — odkształcenie w odniesieniu do stanu 
odkształcenia jaki wystąpił przy obciążeniu p

0

 równym σ

  

              

Obciążenie, p  [kPa]

P

rz

e

m

ie

s

zc

ze

n

ie

, u

 [

m

m

]

p

0

Aproksymację fragmentu krzywej przeprowadzamy metodą najmniejszych kwadratów przy 
użyciu linii prostej o równaniu  u = k (p – p

0

).  Kąt nachylenia  

α

  prostej aproksymującej 

można zatem wyznaczyć ze wzoru (2):

=

=

2

2

)

(

)

(

p

p

n

p

u

p

u

n

tg

k

α

(2)

n – ilość punktów zaliczonych do prostoliniowego odcinka wykresu

α

k=tg

α

background image

SPRAWOZDANIE

Obliczenia należy prowadzić stosując poniższą tabelę. Dokładność obliczeń do 2 miejsc po 
przecinku,   z   wyjątkiem   współczynnika  k  (5   miejsc   po   przecinku).   W   sprawozdaniu   po 
zestawieniu danych należy zamieścić tabelę, wykres oraz obliczone wartości k i E

0

Zestawienie wyników próbnego obciążenia płytą sztywną

Stopień 

obciążenia

Obciążenie  

p  [kPa]

Osiadanie  

u  [mm]

u * p

p

2

1

2

3

4

5

0

0

-

-

1
2
3
4
5
6
7
8

Σ  

(tylko dla 

prostej)

Na   podstawie   sporządzonego   wykresu   należy   wyznaczyć   prostoliniowy   odcinek 
charakterystyki   osiadania   (bez   stopnia   obciążenia   0),   a   następnie   za   pomocą   wzoru   (2) 
obliczyć dla tego odcinka wykresu wartość współczynnika kierunkowego 

k

Za pomocą wzoru (1) wyznaczyć wartość modułu odkształcenia pierwotnego 

E

0

.

Na wykresie należy zaznaczyć i opisać wartości 

σ

 

 

[1]

σ

zq

  [2]  oraz  

2

σ

zq

  [3]

σ

  = naprężenie pierwotne w podłożu na głębokości dna wykopu, obliczane jako:

σ

 

 = 

głębokość posadowienia * gęstość objętościowa gruntu z wykopu

σ

zq

 = naprężenie od obciążenia zewnętrznego, pochodzącego od projektowanej budowli


Document Outline