background image

Przykład obliczenia obudowy wykopu z zakotwieniami 

 

1. Geometria układu i profil geotechniczny 

 

 

±0.00

-3.00

-8.00

-11.50

-3.00

-6.80

-8.90 

-10.20 

-15.00 

Pg, I

L

 = 0.30, (B) 

φ = 16.5°, c=27kPa 

γ = 20.6kN/m

E

0

 = 24 MPa 

Gp (+H), I

L

 = 0.35, (C) 

φ =12° , c = 8 kPa 

γ = 20.0 kN/m

E

0

= 7 MPa

Pd, I

D

 = 0.45, 

φ = 30° 

γ = 17.2 kN/m

E

0

 = 50 MPa 

Ps, I

D

 = 0.65, 

φ = 33° 

γ = 18.5 kN/m

E

0

 = 100 MPa 

q = 10 kPa 

zwg

zwg

-12.50

±0.0 

-5.0 

-10.0 

-15.0 

ściana szczelinowa 
       gr. 0.60 m 

ćięgno 1 - 6 lin 

φ12mm

co 2.0 m 

ćięgno 2 - 6 lin 

φ12mm

co 2.0 m 

α = 30° 

background image

2. Etap „0”  (wykres parcia gruntu i układ podpór sprężystych ) 
 

 

21600

16200

6300

45000

90000 

Przekrój i profil  
geotechniczny 

Moduły reakcji 

poziomej gruntu

Kx [kPa] 

Podpory sprężyste 

wzdłuż obudowy 

kx

i

 [kN/m] 

Wykres parcia 

granicznego 

gruntu  

e

a

 [kPa] 

±0.00 

-3.00 

-6.80 

-10.20 

-15.00 

Pg, I

L

 = 0.30 

Gp (+H), I

L

 = 0.35 

Pd, I

D

 = 0.45 

Ps, I

D

 = 0.65 

q = 10 kPa 

zwg 

-12.5 

28.9 

72.3 

41.2

51.3 

55.1

50.6 

-8.9 

64.1


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

4.8
6.0
7.2
12.9
20.2
23.0
25.9
28.7
31.5
34.4
37.2
29.5
31.2
32.8
34.5
36.1
37.1
38.1
35.7
36.7
37.7
38.7
39.6
40.6
41.6
42.6
43.5
22.3

340


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

1350
2700
4050
5400
6750
5625
3150
3150
3150
3150
3150
3150
3150

22500
22500
22500
22500
22500
22500
22500
45000
45000
45000
45000
45000
45000
45000
45000
45000
22500

Parcie 

Siły skupione

E

i

 [kN] 

0.0 

40.4 

83.2 

73.9 

92.0 

98.8 

89.9 

113.9

Wykres parcia 

spoczynkowego 

gruntu  

e

0

 [kPa] 

4.7 

33.8 

34.7

77.8

57.6

71.7

77.0

70.3 

89.0

Wykres parcia 

pośredniego guntu  
e=0.5(e

0

+e

a

) [kPa] 

2.4

16.9

36.0

0.6
2.4
3.6

Parcie wody 

e

w

 [kPa] 

0.2
3.0
5.5
8.0
10.5
13.0
15.5
18.0
14.4
10.8
7.2
3.6
0.5

19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

E

wi

 [kN] 

background image

3. Etap I  
 

 

 

Stan realizacji 

i profil geotechniczny

Schemat statyczny

i obciążenia 

±0.00 

-3.00 

-6.80 

-10.20 

-15.00

Pg, I

L

 = 0.30 

Gp (+H), I

L

 = 0.35

Pd, I

D

 = 0.45 

Ps, I

D

 = 0.65 

q = 10 kPa 

zwg

-8.9 


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

3150
3150
3150

22500
22500
22500
22500
22500
22500
22500
45000
45000
45000
45000
45000
45000
45000
45000

45000
22500

-3.5

20.4

128.2

567.6

321.8

501.0

2a


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

5.1
18.4
26.5
34.7
42.9
51.0
59.2
169.3
190.2
211.2
254.7
253.5
268.7
283.8

Wykres odporu

gruntu 

e

I

p

 [kPa] 

Odpór 

Siły skupione

E

I

pi

 [kN] 

4.8
6.0
7.2
12.9
15.1
4.6

11.4
16.6
22.0
139.8
159.0
178.4
220.2
217.4
231.6
245.7

Reakcje 

graniczne 

R

gri

 = E

I

pi

 - E

i

[kN] 

Podpory  

sprężyste 

k

xi

   [kN/m]

P

I

xi

= E

i

- E

I

pi

 

[kN] 










10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

4.8 
6.0 
7.2 
12.9 
20.2 
23.0 
25.9 
28.7 
31.5 
34.4 
37.2 
29.5 
31.2 
32.8 
34.5 
36.1 
37.1 
38.1 
35.7 
36.7 
37.7 
38.7 
39.6 
40.6 
41.6 
42.6 
43.5 
22.3 

Parcie 

Siły skupione 

E

i

 [kN] 

0.6 
2.4 
3.6 

0.6
2.4
3.6

3150
3150

0.6
6.0

Wyniki obliczeń 

M

15

 =  

-207.0 

[kNm/m] 

δ

x1

 =14.0  

δ [kNm/m] 

10.7
8.4
6.3

32.5
22.0
13.6
7.1
2.4

0.6
6.0

706.4

1028.6

363.3
380.1
396.8
413.6
430.4
447.2
464.0
480.7
497.5
257.2

327.6
343.4
359.1
374.9
390.8
406.6
422.4
438.1
454.0
234.9

0.8
2.8
7.8
8.5
8.3
7.5
6.3
4.9
3.5
2.0
0.5

0.5

Reakcje w 

podporach 

R

i

 [kN] 

background image

4. Etap Ia  
 

 

Wyniki obliczeń 

M

16

 =81

[kNm/m] 

R [kNm/m]

 

δ

x1

 =-4.4 

δ [kNm/m] 

Stan realizacji 

i profil geotechniczny 

Schemat statyczny

i obciążenia 

±0.00 

-3.00

-6.80

-10.20

-15.00 

Pg, I

L

 = 0.30 

Gp (+H), I

L

 = 0.35 

Pd, I

D

 = 0.45 

Ps, I

D

 = 0.65 

q = 10 kPa 

zwg 

-8.9


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

3150
3150
3150

22500
22500
22500
22500
22500
22500
22500
45000
45000
45000
45000
45000
45000
45000
45000

45000
22500

-3.5 

1.5
5.6
10.7
15.3
19.4
22.7
17.6
9.0

R

i

(Ia)  [kN] 

Podpory  

sprężyste 

k

xi

   [kN/m]

S

h

 = S

⋅cosα =

   =160.0 kN 

340

1350
2700
4050
5400
6750
5625
3150
3150
3150
3150


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20

21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

R

7

 = S = 184.8 

8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.2
17.0
12.1
8.2
5.0
2.6
0.8

0.4
2.2
3.0
3.2
3.1
2.8
2.3
1.8
1.2
0.7
0.0

Reakcje  

w podporach 

sprężystych

 

S = 184.8 kN/m

M

7

 =  

-94.0 

α = 30° 

background image

5. Etap II  
 

 

142.6

451.8

148.8


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

2.6
21.0
41.9
62.9
88.5
112.1
135.6
159.1
182.7
191.3
200.0
208.6
217.3
113.0

365.3

Wykres odporu

gruntu 

e

II

p

 [kPa] 

Odpór 

Siły skupione

E

II

pi

 [kN] 

19.3

4a

44.8
64.9
84.9
104.9
125.1

Schemat statyczny

i obciążenia 

Reakcje graniczne 

R

gri

 = E

II

pi

 - E

i

 - E

wi

 

[kN] 

Obciążenie 

P

II

xi

 = E

i

 +E

wi

 - P

I

xi

 - E

II

pi

 

[kN] 


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

4.8 
6.0 
7.2 
12.9 
20.2 
23.0 
25.9 
28.7 
31.5 
34.4 
37.2 
29.5 
31.2 
32.8 
34.5 
36.1 
37.1 
38.1 
35.7 
36.7 
37.7 
38.7 
39.6 
40.6 
41.6 
42.6 
43.5 
22.3 

Parcie 

Siły skupione 

E

i

 [kN] 

0.6 
2.4 
3.6 

0.2 
3.0 
5.5 
8.0 
10.5 
13.0 
15.5 
18.0 
14.4 
10.8 
7.2 
3.6 
0.5 

19 
20 
21 
22 
23 
24 
25 
26 
27 
28 
29 
30 
31 

1.8

Wyniki obliczeń 

[kNm/m] 

R [kN/m]

 

δ [kNm/m] 

R

7

 = 20 

M

13

= 274

M

24

 = 

 -169 

δ

x1

 = 1.1 

±0.00 

-3.00 

-6.80 

-10.20 

-15.00 

Pg, I

L

 = 0.30 

Gp (+H), I

L

 = 0.35 

Pd, I

D

 = 0.45 

Ps, I

D

 = 0.65 

q = 10 kPa 

zwg 

-8.9 

-8.5

-12.5

Stan realizacji 

i profil geotechniczny


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

21 
22 
23 
24 
25 
26 
27 
28 
29 
30 
31 

22500
45000
45000
45000
45000
45000
45000
45000
45000

45000
22500

5.1

18.4
25.9
28.7
31.5
34.4
37.2
29.5
31.2
32.8
31.9
15.3

1.5
5.6
10.7
15.3
19.4
22.7
17.6
9.0
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.2
17.0
12.1
8.2
5.0
2.6
0.8 

Reakcje gran. 

R

gri

 = -R

Ia

i

 

 [kN] 

22500

δ

x7

 = 4.2 

δ

x13

 = 5.9 

E

wi

  [kN] 

136.3
147.6
158.8
170.2
90.2


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19

20
21
22
23
24
25
26

27
28
29
30
31

22.7
17.6

9.0
8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.2

17.0
12.1

8.2
5.0
2.6

0.8

19.3
44.8
62.1
41.8
24.9
11.1

1.8

0.0
9.3

17.3
24.8
16.0

0.4
2.1
5.7

10.8
17.2

Reakcje w podporach 

sprężystych

 

R

II

i

   [kN] 

background image

6. Etap IIa  
 

 

 

Wyniki obliczeń 

M

23 

= 37

[kNm/m] 

R [kNm/m]

 

δ

x1

 = 0.2 

δ [kNm/m] 

Schemat statyczny

i obciążenia 


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

3150
3150
3150

22500
22500
22500
22500
22500
22500
22500
45000
45000
45000
45000
45000
45000
45000
45000

45000
22500

0.1

0.2
0.1
0.3
0.9
1.8
2.1
1.5

R

i

(IIa)  [kN] 

Podpory  

sprężyste 

k

xi

   [kN/m]

S

h

 = S

⋅cosα = 

180.0 kN/m 

340

1350
2700
4050
5400
6750
5625
3150
3150
3150
3150


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

27
28
29
30
31

R

7

 = -2 

1.8
2.1
2.4
2.6
2.9
3.0

22.2
22.2
21.5
19.6
17.1
14.2
11.3
17.1
12.2

8.0
4.6
1.8

0.4
2.2
3.7
5.1
3.3

Reakcje w podporach 

sprężystych

 

M

17

 =  

-113 

Stan realizacji 

i profil geotechniczny 

±0.00 

-3.00 

-6.80 

-10.20

-15.00

Pg, I

L

 = 0.30 

Gp (+H), I

L

 = 0.35

Pd, I

D

 = 0.45 

Ps, I

D

 = 0.65 

q = 10 kPa 

zwg

-8.9 

-8.5 

S=207.8 kN/m

R

17

 = S 

=207.8 

δ

x17

 = 1.0 

background image

7. Etap III  
 

 

Wyniki obliczeń 

[kNm/m] 

R [kN/m]

 

δ [kNm/m] 

δ

x1

 =-1.6 

94.1

180.6


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

2.9
23.5
47.1
55.7
64.4
73.0
81.7
45.2

Wykres odporu

gruntu 

e

III

p

 [kPa] 

Odpór 

Siły skupione

E

III

pi

 [kN] 

0.7
12.0
23.2
34.6
44.8

Schemat statyczny 

i obciążenia 

Obciążenie 

P

III

xi

 = E

i

+ E

wi

 – P

I

xi

 - P

II

xi

 - E

III

pi

[kN] 


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

4.8 
6.0 
7.2 
12.9 
20.2 
23.0 
25.9 
28.7 
31.5 
34.4 
37.2 
29.5 
31.2 
32.8 
34.5 
36.1 
37.1 
38.1 
35.7 
36.7 
37.7 
38.7 
39.6 
40.6 
41.6 
42.6 
43.5 
22.3 

Parcie 

Siły skupione 

E

i

 [kN] 

0.6 
2.4 
3.6 

0.2 
3.0 
5.5 
8.0 
10.5 
13.0 
15.5 
18.0 
14.4 
10.8 
7.2 
3.6 
0.5 

19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

R

7

 

≈ 0.0 

R

7

 = 15 

M

23

=249

δ

x22

 = 4.2 

Reakcje graniczne

R

gri

 = E

III

pi

 - E

i

 - E

wi

[kN] 

±0.00 

-3.00 

-6.80 

-10.20 

-15.00 

Pg, I

L

 = 0.30 

Gp (+H), I

L

 = 0.35 

Pd, I

D

 = 0.45 

Ps, I

D

 = 0.65 

q = 10 kPa 

zwg 

-8.9 

-11.5

-12.5

Stan realizacji 

i profil geotechniczny


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17

18
19
20
21
22
23
24
25
26

27
28
29
30
31

45000
45000
45000

45000
45000

2.6

21.0
40.1
43.6
43.7
47.2
47.8
30.7
10.5

0.3
0.9
1.8
2.1
1.5
1.8
2.1
2.4
2.6
2.9
3.0

22.2
22.2
21.5
19.6
17.1

14.2

11.3

Reakcje gran.

R

gri

 = -R

i

 (IIa) 

 [kN] 

17.1
12.2

8.0
4.6
1.8

32

22500

M

11

 = -18


2

4

6

8

10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

27
28
29
30
31

1.6

0.7
12.0
23.2
34.6
23.4

1.6

3.2
2.8

Reakcje w podporach 

spręzystych

 

R

II

i

   [kN] 

32

wydłużenie obudowy 

o 0.5 m 

2.1
1.5
1.8
2.1
2.4
2.6
2.9
3.0

22.2
22.2
21.5
19.6
17.1

14.2

11.3
17.1
12.2

8.0
4.6
1.8

background image

8. Superpozycja wyników obliczeń 
 

OBUDOWA  WYKOPU  KOTWIONA  -  SUPERPOZYCJA  MOMENTÓW  ZGINAJĄCYCH

Nr

zagłęb.

Wartości momentów zginających

Superpozycja

Obwiednia

Obwiednia x 1.25

węzła

z

Etap I Etap Ia Etap II Etap IIa Etap III

E I+Ia

E I+Ia+II EI+Ia+II+IIa

EI+Ia+II+IIa+III

Mmin

Mmax

Mmin

Mmax

[m ppt] [kNm/m]

[kNm/m]

[kNm/m]

[kNm/m]

[kNm/m]

[kNm/m] [kNm/m]

[kNm/m]

[kNm/m]

[kNm/m]

[kNm/m]

[kNm/m]

[kNm/m]

1

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

2

0,5

0,0

-1,0

0,0

0,0

0,0

-1,0

-1,0

-1,0

-1,0

-1,0

0,0

-1,3

0,0

3

1,0

-2,0

-4,0

1,0

0,0

0,0

-6,0

-5,0

-5,0

-5,0

-6,0

-2,0

-7,5

-2,5

4

1,5

-5,0

-13,0

6,0

0,0

0,0

-18,0

-12,0

-12,0

-12,0

-18,0

-5,0

-22,5

-6,3

5

2,0

-11,0

-30,0

15,0

0,0

-2,0

-41,0

-26,0

-26,0

-28,0

-41,0

-11,0

-51,3

-13,8

6

2,5

-20,0

-56,0

33,0

0,0

-5,0

-76,0

-43,0

-43,0

-48,0

-76,0

-20,0

-95,0

-25,0

7

3,0

-32,0

-94,0

63,0

-1,0

-8,0 -126,0

-63,0

-64,0

-72,0

-126,0

-32,0

-157,5

-40,0

8

3,5

-51,0

-60,0

110,0

-5,0

-12,0 -111,0

-1,0

-6,0

-18,0

-111,0

-1,0

-138,8

-1,3

9

4,0

-77,0

-31,0

160,0

-9,0

-15,0 -108,0

52,0

43,0

28,0

-108,0

52,0

-135,0

65,0

10

4,5 -105,0

-6,0

205,0

-14,0

-17,0 -111,0

94,0

80,0

63,0

-111,0

94,0

-138,8

117,5

11

5,0 -134,0

16,0

240,0

-20,0

-18,0 -118,0 122,0

102,0

84,0

-134,0

122,0

-167,5

152,5

12

5,5 -159,0

34,0

264,0

-27,0

-18,0 -125,0 139,0

112,0

94,0

-159,0

139,0

-198,8

173,8

13

6,0 -179,0

50,0

274,0

-35,0

-17,0 -129,0 145,0

110,0

93,0

-179,0

145,0

-223,8

181,3

14

6,5 -195,0

64,0

269,0

-45,0

-14,0 -131,0 138,0

93,0

79,0

-195,0

138,0

-243,8

172,5

15

7,0 -207,0

77,0

248,0

-56,0

-10,0 -130,0 118,0

62,0

52,0

-207,0

118,0

-258,8

147,5

16

7,5 -204,0

81,0

220,0

-79,0

6,0 -123,0

97,0

18,0

24,0

-204,0

97,0

-255,0

121,3

17

8,0 -189,0

79,0

182,0 -113,0

32,0 -110,0

72,0

-41,0

-9,0

-189,0

72,0

-236,3

90,0

18

8,5 -168,0

73,0

133,0

-67,0

77,0

-95,0

38,0

-29,0

48,0

-168,0

48,0

-210,0

60,0

19

9,0 -143,0

64,0

69,0

-31,0

130,0

-79,0

-10,0

-41,0

89,0

-143,0

89,0

-178,8

111,3

20

9,5 -116,0

54,0

0,0

-4,0

181,0

-62,0

-62,0

-66,0

115,0

-116,0

115,0

-145,0

143,8

21

10,0

-90,0

44,0

-69,0

16,0

219,0

-46,0 -115,0

-99,0

120,0

-115,0

120,0

-143,8

150,0

22

10,5

-66,0

33,0 -127,0

31,0

241,0

-33,0 -160,0

-129,0

112,0

-160,0

112,0

-200,0

140,0

23

11,0

-45,0

24,0 -163,0

37,0

249,0

-21,0 -184,0

-147,0

102,0

-184,0

102,0

-230,0

127,5

24

11,5

-29,0

17,0 -169,0

37,0

241,0

-12,0 -181,0

-144,0

97,0

-181,0

97,0

-226,3

121,3

25

12,0

-17,0

11,0 -153,0

33,0

212,0

-6,0 -159,0

-126,0

86,0

-159,0

86,0

-198,8

107,5

26

12,5

-9,0

6,0 -125,0

26,0

170,0

-3,0 -128,0

-102,0

68,0

-128,0

68,0

-160,0

85,0

27

13,0

-3,0

3,0

-91,0

19,0

124,0

0,0

-91,0

-72,0

52,0

-91,0

52,0

-113,8

65,0

28

13,5

-1,0

1,0

-57,0

12,0

78,0

0,0

-57,0

-45,0

33,0

-57,0

33,0

-71,3

41,3

29

14,0

0,0

2,0

-28,0

6,0

38,0

2,0

-26,0

-20,0

18,0

-26,0

18,0

-32,5

22,5

30

14,5

0,0

0,0

-8,0

2,0

10,0

0,0

-8,0

-6,0

4,0

-8,0

4,0

-10,0

5,0

31

15,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

Siły w zakotwieniach  [kN/m]

7

3,0

184,8

20,0

-2,0

0,0 184,8 204,8

202,8

202,8

184,8

204,8

231,0

256,0

17

8,0

207,8

15,0

207,8

222,8

207,8

222,8

259,8

278,5

Obudowa kotwiona

Obwiednia momentów    M [kNm/m]

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

-250

-200

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

po Etapie I
po Etapie Ia
p Etapie II
po Etapie IIa
po Etapie III

R

1

=204,8 kN/m

R

2

=222,8

   kN/m

  Opracowanie:    dr inż. Adam Krasiński 
 

 

Katedra Geotechniki i Geologii Stosowanej PG