background image

Projekt z fundamentowania: MUR OPOROWY (studia  inż.)  

 

Prowadzący: dr inż. A. Duszyńska 

POSADOWIENIE NA PALACH WG PN-83/B-02482  

1. OKREŚLENIE PARAMETRÓW GEOTECHNICZNYCH 

Tabl.II. 1. Zestawienie parametrów geotechnicznych. 

Wartości charakterystyczne 

I

D

 

I

L

 

γ

(n)

 

γ'

(n)

 

φ

(n)

 

c

u

(n)

 

M

0

 

E

0

 

grunt 

- - 

kN/m

3

 kN/m

3

° 

MPa MPa MPa 

G

π

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P

d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T/Nm               

P

s

/ P

r

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

grunt 

zasyp. 

              

 

2. WSTĘPNE OKREŚLENIE PARAMETRÓW FUNDAMETU  

2.1. Przyjęcie wymiarów ściany i zebranie obciążeń 

W przypadku ścian żelbetowych zwiększamy grubość płyty poziomej do min 
0,5 m (ze względu na konieczność zakotwienia pala w pycie podstawy). 

Tabl. II.2. Zestawienie obciążeń pionowych ściany oporowej. 

wart. charakterystyczne 

wartości obliczeniowe 

X

(n)

 

r

0

(X) M

0

(X) 

γ

fmax

 

X

(r)

max

  M

0

(X

max

obciążenia 

kN/mb m kNm/mb

-  kN/mb kNm/mb 

Q1         

Q....           

G1         

G....           

 

 

 

 

 

 

Σ 

 -    -     

Tabl. II.3. Zestawienie obciążeń poziomych ściany oporowej. 

Wart. charakterystyczne 

Wart. obliczeniowe 

E

(n) 

r

0

(E

(n)

) M

0

(E

(n)

γ

fmax

E

(r)

max

  M

0

(E

max

obciążenie 

kN/mb m kNm/mb

- kN/mb 

kNm/mb 

E1    

1,2 

   

... 

 

 

 

 

 

 

Σ 

 -   -    

background image

Projekt z fundamentowania: MUR OPOROWY (studia  inż.)  

 

Prowadzący: dr inż. A. Duszyńska 

Określenie wypadkowej obciążeń i jej położenia: 

2

2

rB

r

T

N

W

+

=

   

 

N

M

e

B

Σ

Σ

=

0

 

− wariant podstawowy (wart. obliczeniowe maksymalne): 

 

max

)

r

(

rB

max

)

r

(

r

E

T

          

X

N

Σ

=

Σ

=

  

 

   

)

(

)

(

)

(

max

)

(

max

0

)

(

max

0

r

r

r

B

X

E

M

X

M

e

Σ

Σ

+

Σ

=

 

−  

2.2. Przyjęcie pali  

−  Rodzaj pala narzucony w temacie. 
−  Technologia wykonywania pali   → patrz 

wykłady, literatura….. 

Pale zadane w tematach można podzielić na dwie grupy: 

     

 

            Średnice typowe 

φ [mm]    Długości max L [m] 

⇒  Wbijane / wibrowane: 

−  Prefabrykowane (kwadrat) od 

250 

250 

   8 

 

do 

450 

450 

   25 

typowe 

(do 

350) 

  15-20 

−  Franki 

    

 

 

 

 

od 

400 

    15 

 

do 

500 

(600) 

   20 

(22) 

−  Vibrex 

    

 

 

 

 

 

od 

400 

    15 

 

do 

650 

    25 

typowe 

(460, 

510) 

  20 

−  Vibro-Fundex   

 

 

 

 

od 

400 

    15 

 

do 

650 

    25 

typowe 

(460)   20 

⇒  Wiercone / Wkręcane: 

−  CFA    

 

 

      pale wielkośrednicowe 

−  Atlas   

 

 

     (do 1500 mm i więcej) 

−  Omega (Ω)   

 

     w tym projekcie od 400  

15 

−  Tubex 

 

    

 

 

 

 

do 

600 

mm 

   25 

background image

Projekt z fundamentowania: MUR OPOROWY (studia  inż.)  

 

Prowadzący: dr inż. A. Duszyńska 

2.3. Układ pali w przekroju ściany 

Układ kozłowy (pale rzędu 1 i 2 wciskane, pal 3 wyciągany) 
Nachylenie pali ukośnych:  8:1 

÷ 4:1. 

Odległość pali od krawędzi fundamentu min 0,15 m. 
Wymagane zagłębienia pala określa się podczas sprawdzania nośności. 
Minimalne zagłębienie pala w gruncie nośnym to 3D, ale również nie 
mniej niż 1,0

 

m dla gr. zagęszczonych i 2,0 m dla średnio zagęszczonych.  

 

T

rB

N

r

W

e

B

G

π

P

d

T

P

s

/P

r

1

2

3

 

2.4. Wyznaczenie sił w palach (graficzna metoda Culmanna) na 1mb (!) 

ściany 

W

e

B

S1

S2

S3

W

T

rB

N

r

W

S1'

S2'

S3'

z

z

skala!!! (1cm-x kN/m)

 

background image

Projekt z fundamentowania: MUR OPOROWY (studia  inż.)  

 

Prowadzący: dr inż. A. Duszyńska 

2.5. Przyjęcie planu palowania 

Przerwy dylatacyjne należy przyjmować: 

−  co 5 do 10 m dla ścian betonowych (jeśli nasłonecznione to gęściej),  
−  co 15 do 20 m dla ścian żelbetowych.  

Układ pali w planie pojedynczej sekcji dylatacyjnej  

r

max 

= 8D (D- średnica pala) 

r

min 

= 3D lub 1,5 m 

1

3

2

1

3

2

1

3

2

1

3

2

1

3

2

1

3

2

L

L

r

1

r

3

r

2

B

 

2.6. Wyznaczenie siły w pojedynczym palu 

 

]

kN

.....[

n

L

'

S

S

i

i

i

=

=

   

 

gdzie: S

 i

’ – wartość siły wyznaczona metodą Culmanna [kN/m], 

 L 

– 

długość sekcji dylatacyjnej [m], 

  

n

i

 – liczba pali w sekcji dylatacyjnej.  

Jeżeli siły przypadające na pale (2 i 3) są zbyt duże (?) można: 

- zastosować bardziej nachylone pale w koźle (do 4:1), 

- pochylić pale rzędu 1, 

- skrzyżować kozioł poniżej poz. posad. (mniejsza siła w palu 2), 

- wprowadzić pal zastępczy 4 (na wciskanie lub wyciąganie), 

- zastosować pale o  większej średnicy. 

 

background image

Projekt z fundamentowania: MUR OPOROWY (studia  inż.)  

 

Prowadzący: dr inż. A. Duszyńska 

3.  STAN GRANICZNY NOŚNOŚCI  

N

m

Q

r

 

gdzie:  N –  nośność pala pojedynczego i  grupie, 

   

Q

r

 = S

1

, S

2

, S

– siła w pojedynczym palu (wartość obliczeniowa) 

  

– 

współczynnik korekcyjny  m = 0,9 dla układu 3+ pali 

   

 

 

 

 

 

m = 0,8 dla układu 2 pali 

m = 0,7  przypadku 1 pala 

 

Nośność pala pojedynczego (z uwzględnieniem tarcia negatywnego)  

3.1.1 Nośność pala pojedynczego 

Pal 

wciskany 

    Pal 

wyciągany 

Q

r

G

π

P

d

T

P

s

/P

r

P

d

w

N

w

N

t=0

 

 
 

)

T

(

N

N

N

n

s

p

t

+

=

   

 

 

si

)

r

(

i

w

i

s

w

A

t

S

N

N

Σ

=

=

 

nośność podstawy: 

p

)

r

(

p

p

A

q

S

N

=

 

nośność pobocznicy: 

si

)

r

(

i

si

s

A

t

S

N

Σ

=

 

tarcie negatywne:

si

)

r

(

i

si

s

n

A

t

S

N

T

Σ

=

=

 

Q

r

G

π

P

d

T

P

s

/P

r

P

d

T

n

N

s

N

p

background image

Projekt z fundamentowania: MUR OPOROWY (studia  inż.)  

 

Prowadzący: dr inż. A. Duszyńska 

S

p

, Ss

i,

 S

w

 – wsp. technologiczne zależne od rodzaju pala (tabl. 4 str. 9 normy 

palowej); dla pali Franki  korekta normy wg komentarza Koseckiego; 

A

p

 –

 

 pole podstawy (

)

4

/

2

D

A

p

=

π

 z uwzględnieniem współczynników 

zwiększających – ze względu na technologię: Franki x 1,75; Vibro-

Fundex (i podobne) x 1,1÷1,25; 

A

s

 –

 

 pole pobocznicy pala (

)

i

si

h

D

A

=

π

  

q

(r)

 –

 

 jednostkowa obliczeniowa wytrzymałość gruntu pod podstawą pala  

t

(r)

  –

 

 jednostkowa obliczeniowa wytrzymałość gruntu wzdłuż pobocznicy 

Wyznaczenie t

(r)

 

)

(

)

(

n

m

r

t

t

=

γ

 

gdzie: 

γ

m

  –

 

 wsp. materiałowy    (w przypadku tarcia pozytywnego 

9

,

0

=

m

γ

(w przypadku tarcia negatywnego 

1

,

1

=

m

γ

(dla torfu 

0

,

1

=

m

γ

t

(n)

  –

 

 wartość charakterystyczna jednostkowego granicznego oporu gruntu 

wzdłuż pobocznicy pala zależna od rodzaju gruntu i I

D

/I

L

, ustalona na 

podstawie tabl. 2 str. 7 (poprzez interpolację liniową) 

dla namułu: t 

(n)

 = -10 kPa przy wciskaniu i t 

(n)

 = 0 przy wyciąganiu 

 

 

 

 

 

 

 

 
 

Rys. Zmienność wytrzymałości gruntu wzdłuż pobocznicy z głębokością 

5,0 

h [m] 

t [kPa]

p.i. 

(na podst. normy) 

t

i

=t*h

i

/5 

(w środku warstwy)

h

w

i

 

h

i

 

background image

Projekt z fundamentowania: MUR OPOROWY (studia  inż.)  

 

Prowadzący: dr inż. A. Duszyńska 

Wyznaczenie q

(r)

 

)

n

(

m

)

r

(

q

q

γ

=

 

gdzie:  

 

γ

m

  –

 

 wsp. materiałowy (

9

,

0

m

γ

q

(n)

  –

 

 wart. charakterystyczna jednostkowego granicznego oporu gruntu 

pod podstawą pala zależna od rodzaju gruntu i I

D

/I

L

, ustalona na 

podstawie tabl. 1 str. 6 (poprzez interpolację liniową) 

 

 

a). pale wbijane (i wwibrowywane)   

b). pale wiercone (i wkręcane) 

Rys. Zmienność wytrzymałości gruntu pod podstawą (wykresy dla gruntów 

niespoistych bardzo zagęszczonych, zagęszczonych i średnio zagęszczonych)  

 

głębokość krytyczna: 

0

i

c

ci

D

D

h

h

=

   

dla pali prefabrykowanych: 

m

B

D

35

,

0

0

0

=

 

background image

Projekt z fundamentowania: MUR OPOROWY (studia  inż.)  

 

Prowadzący: dr inż. A. Duszyńska 

 

Określenie poziomu interpolacji  

Poziom interpolacji = rzędna spągu warstwy słabej + wysokość zastępcza (h

z

(

)

i

i

z

h

65

,

0

h

γ

Σ

γ

=

 

gdzie:  

γ  

 

 ciężar objętościowy gruntu nośnego (poniżej torfu) 

i

i

h

γ

Σ

  –

 

 suma iloczynów ciężaru objętościowego gruntu i miąższości 

warstwy (od poziomu terenu do torfu włącznie) 

G

π

P

d

T

P

s

/P

r

5,

0

(q)

(t)

5,

0

5,

0

G

π

P

d

h

ci

h

z

P

s

/P

r

poziom interpretacji

q

i

t

(Ps/Pr)

t

(G

π

)

t

(Pd)

 

Rys. Interpolacja oporów gruntu wzdłuż pobocznicy i pod podstawą pala w 

przypadku gruntów uwarstwionych 

 

3.1.2 Nośność pala w grupie 

Pale wciskane 

 

(

)

n

n

s

p

r

T

m

N

m

N

m

Q

+

1

,    

 

gdzie: 

m = 0,9 

gdzie:  

m

n

 – współczynnik korecyjny dla tarcia negatywnego: 

– jeżeli  G

g

 

≥ T

n

   

→   m

n

 = 1,0, 

– jeżeli  G

g

 < T

n

   

→   m

n

 = G

g

/T

n

       G

g

 –  ciężar gruntu wokół pala w strefie działania tarcia negatywnego 

(liczony dla walca o średnicy równej rozstawowi pali „r”) 

background image

Projekt z fundamentowania: MUR OPOROWY (studia  inż.)  

 

Prowadzący: dr inż. A. Duszyńska 

m

1

 –  współczynnik redukcyjny, zmniejszający nośność pali w grupie, zależny 

od 

R

r

określany na podstawie tabl. 8 str. 13 normy palowej.  

r

r

R

D

α

 

r –    najmniejsza osiowa odległość między palami wciskanymi 

(w przypadku pali o różnej głębokości wprowadzenia w grunt 

r określa się na średnim poziomie postaw pali  (w planie), 

R –    zasięg strefy naprężeń w gruncie wokół pala:

i

i

tg

h

2

D

R

α

Σ

+

=

 

h

i

 –   miąższość warstwy, przez którą przechodzi pal (ze względu na 

znaczną miąższość torfów uwzględniamy tylko długość pala 

w gruncie nośnym),  

 

α

i

 –   kąt, pod którym rozchodzą się naprężenia wokół pala, zależny od 

rodzaju gruntu, określany na podstawie tabl. 7 str. 13 normy palowej. 

R

h

3

h

2

h

1

α

1

α

2

α

3

D

R

T

P

s

/P

r

h

i

α

i

background image

Projekt z fundamentowania: MUR OPOROWY (studia  inż.)  

 

10 

Prowadzący: dr inż. A. Duszyńska 

Pale wyciągane 

s

r

N

m

m

Q

1

 

 

  gdzie: m 

0,9 

gdzie: m

1

 – współczynnik redukcyjny, określany na podstawie tabl. 8 str. 13 

normy palowej, zależny od 

R

r

r –   osiowa odległość między palami wyciąganymi, 

R –    zasięg strefy naprężeń w gruncie wokół pala: 

 

h

1

,

0

2

D

R

+

=

   

h –   miąższość warstwy przez którą przechodzi pal.  

 

 

Określenie długości pali 

 

Minimalne zagłębienie pala w gruncie nośnym 3D ale również nie mniej 

niż 1,0 m dla gr. zagęszczonych i 2,0 m dla średnio zagęszczonych. 

 

Po sprawdzeniu warunków nośności pali w grupie określamy ostateczną 

długość pala. 

 

Długość robocza pala = długość pala  -  głębokość posadowienia 

 

Obliczenia nośności pali pojedynczych i w grupie zestawić w tabeli 

(jak na ćwiczeniach) !!!!!!!!

background image

Projekt z fundamentowania: MUR OPOROWY (studia  inż.)  

 

11 

Prowadzący: dr inż. A. Duszyńska 

4.0  STAN GRANICZNY UŻYTKOWALNOŚCI 

Obliczenie osiadania pala pojedynczego (z uwzględnieniem tarcia 

negatywnego) wg PN-83/B-02482 i „Komentarza” Koseckiego 

 

 

Obliczenia całkowitego osiadania pala dzielimy na dwa etapy: 

1. osiadanie pala w gruncie nośnym (jednorodnym) zalegającym poniżej 

warstwy namułu/torfu, spowodowane obciążeniem zastępczym Q

*

n

w

0

*

n

I

*

E

h

Q

S

=

 

gdzie:  Q

*

n

 Q

n

 T

n

Q

n

   – wartość charakterystyczna obciążenia pala [kN], (

15

,

1

S

Q

)

r

(

n

T

n

   – wartość charakterystyczna obciążenia pala tarciem negatywnym 

gruntu, który osiada względem trzonu pala [kN], (

1

,

1

T

T

)

r

(

n

n

h=h

n

   – długość pala w gruncie nośnym [m], 

 

 

background image

Projekt z fundamentowania: MUR OPOROWY (studia  inż.)  

 

12 

Prowadzący: dr inż. A. Duszyńska 

 

s

s

E

E

=

0

0

*

  – moduł odkształcenia gruntu [kPa],  wyznaczony na 

podstawie PN-81/B-03020 i przemnożony przez współczynnik 

technologiczny s

s

 (PN-83/B-02482 – tabl . 4). 

p

b

s

E

E

=

0

*

  – moduł odkształcenia gruntu poniżej podstawy pala 

[kPa],  wyznaczony z PN-81/B-03020 i przemnożenia przez 

współczynnik technologiczny s

p

 (wg PN-83/B-02482 – tabl . 4). 

I

w

   –  współczynnik wpływu osiadania;  

     

b

ok

w

R

I

I

=

 

I

ok

  –  współczynnik wpływu osiadania,  

    przyjmowany z rys. 10 wg PN-83/B-02482, zależny od K

A

 h/D 

(h = h

n

 - długość pala w gruncie nośnym, D – średnica pala). 

K

A

  –  współczynnik sztywności równy: 

A

0

t

A

R

*

E

E

K

=

 

E

t

  – moduł ściśliwości trzonu  [kPa], zależny od klasy betonu : 

dla B-15 – E

t

 = 23,1*10

6

 kPa, 

dla B-20 – E

t

 = 27,0*10

6

 kPa, 

dla B-25 – E

t

 = 30,0*10

6

 kPa, 

R

A

  –  stosunek powierzchni przekroju poprzecznego pala do całkowitej 

pow. przekroju poprzecznego pala (

πD

2

/4),  

    dla pali pełnych R

A

 = 1 

R

b

  – współczynnik wpływu warstwy mniej ściśliwej w podstawie pala, 

przyjmowany wg normy PN-83/B-02482 – rys. 12,  

    zależny od h/D, K

A

 oraz stosunku modułów E

b

*/E

o

*

background image

Projekt z fundamentowania: MUR OPOROWY (studia  inż.)  

 

13 

Prowadzący: dr inż. A. Duszyńska 

2. przybliżone osiadanie pala, z warstwą nieodkształcalną w podstawie: 

r

t

t

*

n

M

A

E

h

Q

s

=

Δ

 

gdzie: 

Q

*

n

 Q

n

 T

n

h=h

t

  – długość pala powyżej gruntu nośnego [m], 

E

  – moduł ściśliwości trzonu  [kPa],  

A

t

=A   – pole powierzchni przekroju poprzecznego pala, (

4

2

D

A

π

=

M

r

 

 

  – współczynnik osiadania dla pala z warstwą nieodkształcalną 

w podstawie,  

    przyjmowany wg normy PN-83/B-02482 – rys. 13, zależny od K

A

 

h/D (gdzie: h = h

t 

- długość pala powyżej gruntu nośnego). 

 

Uwaga: Przy określaniu K

A

 w przypadku gruntów uwarstwionych należy 

wyliczyć moduł odkształcenia  E

0

* jako średnią ważoną z modułów 

poszczególnych gruntów. 

3. osiadanie całkowite: 

( )

S

S

S

)

n

(

n

T

Δ

+

=