FUNDAMENT na PALACH
Zaprojektować fundament na palach:
obliczenia wykonać dla pali podanych w danych początkowych
dla każdego rodzaju pali:
narysować schemat pala w zadanym podłożu gruntowym w skali 1:100
obliczyć ciężar fundamentu i ciężar gruntu nad fundamentem
obliczyć mimośród działania obciążenia
obliczyć naprężenia w narożach fundamentu i wykonać wykres
w celu wyznaczenia nośności pala:
określić wartości jednostkowej wytrzymałości pala pod jego podstawą „q” i wzdłuż pobocznicy „t”,
wykonać wykresy q i t na przekroju geotechnicznym podłoża gruntowego
wyznaczyć nośność pala pojedynczego
sprawdzając warunek I stanu granicznego określić liczbę pali
określić promień strefy naprężeń i wykonać wykres stref naprężeń dla wyznaczonej liczby pali
narysować w skali schemat rozmieszczenia pali pod fundamentem
obliczenia powtórzyć dla kolejnego rodzaju pala
porównać wyniki
przedstawić wnioski
Dane do zadania
Fundament wykonany na palach:
stalowych wbijanych z dnem zamkniętym,
palach porównawczych (np. Franki)
i |
Ai |
Bi |
Ci |
Di |
Ei |
|
średnica pali di [cm] |
Wymiary fundamentu Li x Bi x hi [m] |
Obciążenie Pi [kN], ryi [m], Myi [kNm] |
Miąższość warstw [m] |
Stopień zagęszczenia lub stopień plastyczności warstw gruntu w podłożu gruntowym (ID, IL) |
1 |
45 |
9,60 x 4,20 x 1,90 |
6000; 0,70; 3800 |
2,0; 2,5; 3,0; 2,0; 2,9; > 2,2 |
0,67; 0,18; 0,42; 0,53; 0,36; 0,50 |
2 |
50 |
9,80 x 4,00 x 2,10 |
6500; 0,65; 3700 |
1,9; 2,4; 3,2; 3,0; 1,9; > 2,2 |
0,66; 0,20; 0,45; 0,56; 0,33; 0,53 |
3 |
55 |
9,40 x 4,40 x 2,00 |
7000; 0,60; 3600 |
2,1; 2,3; 3,1; 2,7; 2,2; > 2,2 |
0,65; 0,21; 0,44; 0,55; 0,34; 0,52 |
4 |
60 |
9,70 x 4,10 x 1,90 |
7500; 0,55; 3500 |
1,8; 2,2; 3,3; 2,4; 2,7; > 2,2 |
0,64; 0,22; 0,43; 0,54; 0,35; 0,51 |
Długość pali - 11,5 m, głębokość posadowienia fundamentu - 3,1 m,
grunty - jak w przykładzie
Zestawy danych wejściowych:
Numer zadania |
Ai |
Bi |
Ci |
Di |
Ei |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
2 |
1 |
1 |
2 |
1 |
2 |
3 |
1 |
1 |
3 |
1 |
3 |
4 |
1 |
1 |
4 |
1 |
4 |
5 |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
… |
… |
… |
… |
… |
… |
Pale stalowe
Dane do zadania:
1.1. Typ pali: pale stalowe wbijane z dnem zamkniętym
1.2. Średnica pali:
1.3. Długość pala:
1.4. Głębokość posadowienia:
1.5. Wymiary fundamentu:
1.6. Obciążenia:
Warstwa |
Nazwa gruntu oraz pochodzenie lub wilgotność |
Miąższość warstwy |
|
I |
|
2,1 |
0,64 |
II |
|
2,3 |
0,22 |
III |
|
3,1 |
0,43 |
IV |
|
2,7 |
0,54 |
V |
|
2,2 |
0,35 |
VI |
|
>2,2 |
0,51 |
Obliczenie ciężaru fundamentu:
Obliczenie ciężaru gruntu nad fundamentem:
Mimośrody:
Obliczenie qi :
Sprawdzić zgodność wykresu z wartościami - numeracja naroży zgodna z ruchem wskazówek zegara
Wyznaczenie nośności jednego pala na podstawie PN-83/B-02482:
6.1. Pole podstawy:
6.2. Nośność pala:
6.2.1. Wyznaczenie miąższości zastępczej
:
6.2.2. Wyznaczenie głębokości krytycznej
:
6.2.3. Nośność ostrza
:
gdzie:
, Przyjęto
- wyznaczono przez interpolację liniową dla warstwy nr 6 o wskaźniku
|
0,33 |
0,67 |
0,51 |
|
1650 |
2700 |
2205,882 |
Dla
Zgodnie z punktem 2.2.2.2 PN-83/B-02482 Fundamenty budowlane.
Nośność pali i fundamentów dla średnicy podstawy
do obliczenia wytrzymałości gruntu pod podstawą pala korzysta się z następującej zależności:
Wytrzymałość obliczeniowa gruntu
wyznaczamy ze wzoru
Dla
oraz pali stalowych z profili wbijanych
zatem:
6.2.4. Nośność pobocznicy
:
WARSTWA 2
GRUNT: NN,
Komentarz: Jako, że
nie występuje tarcie negatywne wywołane osiadaniem gruntu względem trzonu pala.
gdzie: Jednostkowa obliczeniowa wytrzymałość gruntu wzdłuż
pobocznicy
wynosi:
Wartość charakterystyczną jednostkowego oporu gruntu wzdłuż pobocznicy pala
wyznaczono przez interpolację liniową dla
|
0,20 |
0,22 |
0,33 |
|
34 |
36 |
47 |
Stąd dla środka ciężkości drugiej warstwy (zredukowanej o miąższości h z/2 = 1,39 m ),
- pole pobocznicy pala zagłębionego w gruncie w obrębie warstwy i
WARSTWA 3
GRUNT: IP , D o
Wartość charakterystyczną jednostkowego oporu gruntu wzdłuż pobocznicy pala
wyznaczono przez interpolację liniową dla
|
0,0 |
0,43 |
0,50 |
|
50 |
28,5 |
25 |
- pole pobocznicy pala zagłębionego w gruncie w obrębie warstwy i
Na podstawie analizy graficznej wykresu obliczono wartość
WARSTWA 4
GRUNT: GP , B o
Wartość charakterystyczną jednostkowego oporu gruntu wzdłuż pobocznicy pala
wyznaczono przez interpolację liniową dla
|
0,50 |
0,54 |
0,75 |
|
25 |
22,76 |
11 |
- pole pobocznicy pala zagłębionego w gruncie w obrębie warstwy i
Jako, że głębokość przekracza 5 m:
WARSTWA 5
GRUNT: PS , MW o
Wartość charakterystyczną jednostkowego oporu gruntu wzdłuż pobocznicy pala
wyznaczono przez interpolację liniową dla
|
0,33 |
0,35 |
0,67 |
|
47 |
48,59 |
74 |
- pole pobocznicy pala zagłębionego w gruncie w obrębie warstwy i
Jako, że głębokość przekracza 5 m:
WARSTWA 6
GRUNT: Pd , W o
Wartość charakterystyczną jednostkowego oporu gruntu wzdłuż pobocznicy pala
wyznaczono przez interpolację liniową dla
|
0,33 |
0,51 |
0,67 |
|
31 |
47,412 |
62 |
- pole pobocznicy pala zagłębionego w gruncie w obrębie warstwy i
Jako, że głębokość przekracza 5 m:
W związku z tym nośność pobocznicy
:
WARSTWA |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
|
|
0,9 |
0,9 |
0,9 |
0,9 |
0,9 |
460,574 |
|
9,007 |
22,213 |
20,484 |
43,731 |
42,671 |
|
|
2,04 |
4,867 |
4,239 |
3,454 |
3,454 |
|
|
16,537 |
97,300 |
78,149 |
135,941 |
132,647 |
|
6.2.5. Stąd nośność pojedynczego pala:
Obliczenie liczby pali stalowych wbijanych z dnem zamkniętym:
gdzie:
Podstawiając:
Przyjęto n = 15 pali stalowych wbijanych z dnem zamkniętym.
Wyznaczenie stref naprężeń w gruncie wokół pala na podstawie tab. 7 pkt.3.4 PN-83/B-02482:
Warstwa 2 |
NN |
Stan gruntu: |
h2 = |
2,3 |
bardzo luźny |
ID = |
0,22 |
|
Warstwa 3 |
Ip |
Stan gruntu: |
h3 = |
3,1 |
plastyczny |
ID = |
0,43 |
|
Warstwa 4 |
Gp |
Stan gruntu: |
h4 = |
2,7 |
miękkoplastyczny |
IL = |
0,54 |
|
Warstwa 5 |
Ps |
Stan gruntu: |
h5 = |
2,2 |
średnio zagęszczony |
ID = |
0,35 |
|
Warstwa 6 |
Pd |
Stan gruntu: |
h6 = |
>2,2 |
średnio zagęszczony |
ID = |
0,51 |
|
8.1. Promień strefy naprężeń:
R = D / 2 + ∑ h·tgα =
= 0,5/2 + (2,3·0,087 + 3,1·0,07 + 2,7·0,017 + 2,2·0,105 + 2,2·0,105) = 0,925 m
8.2. Z rysunku stref naprężeń wynika, że
n1 = 4 pale o współczynniku m11 = 1,00
n2 = 5 pali o współczynniku m21 = 0,95
n3 = 6 pali o współczynniku m31 = 0,90
8.3 Sprawdzenie warunku nośności:
Wniosek:
Warunek nośności spełniony. Fundament palowy przeniesie zadane obciążenie.
Pale Franki
Dane do zadania:
1.1. Typ pali: pale Franki
1.2. Średnica pali:
1.3. Długość pala:
1.4. Głębokość posadowienia:
1.5. Wymiary fundamentu:
1.6. Obciążenia:
Warstwa |
Nazwa gruntu oraz pochodzenie lub wilgotność |
Miąższość warstwy |
|
I |
|
2,1 |
0,64 |
II |
|
2,3 |
0,22 |
III |
|
3,1 |
0,43 |
IV |
|
2,7 |
0,54 |
V |
|
2,2 |
0,35 |
VI |
|
>2,2 |
0,51 |
Wyznaczenie nośności jednego pala na podstawie PN-83/B-02482:
……………………………………..OBLICZENIA jak dla pali stalowych…………………………………….
6.1. Pole podstawy:
Komentarz: Na podstawie punktu 2.2.1 PN-83/B-02482:
„W przypadku pali Franki można uwzględniać poszerzenie podstawy
pali, przyjmując zamiast Ap jako pole przekroju poprzecznego wartość 1,75Ap dla podstawy formowanej w gruncie niespoistym, 1,5Ap w gruncie spoistym.” Jako, że w danym przypadku podstawa pala znajduje się w gruncie niespoistym (Pd), zatem:
17