Politechnika Szczecińska

Katedra Geotechniki

ĆWICZENIE PROJEKTOWE

Mechanika Gruntów i Fundamentowanie

Semestr V , kierunek : Budownictwo

PROJEKT POSADOWIENIA POŚREDNIEGO NA PALACH ŚCIANY OPOROWEJ

WARIANT II

Projektant : Mateusz Wiśniewski

SPIS TREŚCI

strona

1.Opis techniczny 3-4

Obliczenia :

1. Wyznaczenie kąta nachylenia pali i działania siły obciążającej pale Q_r^' 4

2. Wyznaczenie wartości siły Q_r^' 4

3. Wyznaczenie głębokości pala w pionie 5

4. Dane geometryczne pala 5

5. Obliczenie wysokości zastępczej wg rys. 2 5

6. Obliczenie nośności pala wciskanego 6

7. Obliczenie stref naprężeń naprężeń gruncie wokół pali 6

8. Sprawdzenie warunku zachodzenia na siebie stref naprężeń 6

9. Obliczenie nośności pala wciskanego z uwzględnieniem tarcia negatywnego 7

10. Sprawdzenie nośności pala 7

Rysunki :

1. Wyznaczenie rozstawu pali pod płytą fundamentową na jej szerokości (metoda geometryczna , rozkład naprężeń naprężeń podstawy fundamentu , pale obciążone jednakowo ) - rys. 1

2. Rzut poziomy rozmieszczenia pali pod płytą dolną ściany - rys. 2

3. Przekrój pionowy ściany oporowej z palami i warunkami geotechnicznymi - rys. 3

Literatura :

• PN - 83 / B - 02482

• PN - 81 / B - 03020

• PN - 83 / B - 03010

• K.Biernatowski - „Fundamentowanie”

OPIS TECHNICZNY

1.DANE OGÓLNE

1.1.Ogólne założenia konstrukcji i technologii

Ściana oporowa zaprojektowana jako żelbetowa ( beton B-25 zwykły na kruszywie kamiennym , zagęszczany ) , monolityczna , wykonana na miejscu posadowiona pośrednio na palach prefabrykowanych żelbetowych o γ = 24 kN / m³ ( wszystkie pale wciskane ).Pale wbite w grunt nośny (P_л, w , I_d = 0.71 ), zagłębione w pionie na 3.91 m .

Pozostałe parametry :

• Całkowita wysokość muru H_m = 6.0 m

• Szerokość podstawy fundamentu B = 4.0 m

• Długość fundamentu L = 10 m

• Głębokość posadowienia D = 1.0 m

• Wypadkowa pozioma parcia gruntu E_aH^(r)= 60.9 kN

• Obciążenie działające na konstrukcję N_r = 442.77 kN

• Długość pala h = 9.0 m

• Średnica pala D = 0.4 m

Warunki gruntowe w miejscu lokalizacji konstrukcji - układ warstw :

Przelot warstwy ( m )	Nr warstwy	Grunt ( symbol )	Id / Il
do 2.3	I	Pd , mw	0.17
2.3 - 6.0	II	T	0.8
6.0 - 7.3	III	Gp , B	0.35
> 7.3	IV	Pл , w	0.71

Ciężar objętościowy poszczególnych warstw gruntu :

Pd , Id = 0.17	γ^' = 16.0 kN / m^3
T , Il = 0.8	γ^' = 18.0 kN / m^3
Gp , Il = 0.35	γ^' = 21.0 kN / m^3
Pл , Id = 0.71	γ^' = 18.5 kN / m^3

Współczynniki technologiczne dla pali prefabrykowanych żelbetowych wciskanych w poszczególnych warstwach :

Pd , Id = 0.17	Ss = 1.1
T , Il = 0.8	Ss = 0.9
Gp , Il = 0.35	Ss = 1.1
Pл , Id = 0.71	Ss = 1.0 Sp = 1.0

2.OBLICZENIA

2.1.Wyznaczenie kąta nachylenia pali i działania siły obciążającej pale Q_r^' :

E_aH^(r) / N_r = tg φ < 0.2

( 50.75 * 1.2 ) / 442.77 = tg φ = > φ = 7.97˚ ≈ 8˚

0.14 < 0.2

Oznacza to ,że zastosowane pale mogą być jednakowych wymiarów wymiarów wszystkie będą palami wciskanymi.Siła przypadająca na każdy pal Q_r^' jest taka sama , ponieważ przy rozmieszczeniu pali zastosowano metodę geometryczną wg rys. 1

2.2.Wyznaczenie wartości siły Q_r^' :

dla jednej sekcji ( największa = 1.25 m )

Q_r = 446.94 * 1.25 = 558.675 kN

Q_r = 186.23 kN - dla jednego pala

2.3.Wyznaczenie głębokości pala w pionie o długości 9 m :

X = cos φ * 9 = 8.91 m

2.4.Dane geometryczne pala :

h = 9 m

D = 0.4 m

A_p = ( л* D²) / 4 = 0.126 m²

A_s = л * D * h_i = 1.256 * h_i m²

G_pala = ( л* D²) / 4 * γ * 1.1 = 29.84 kN

γ_pala = 24 kN / m³

2.5.Obliczenie wysokości zastępczej wg rys. 2

h_z - wysokość zastępcza [ m ] ( wg schematu „e” normy )

γ^'- wartość charakterystyczna ciężaru objętościowego gruntu nośnego z uwzględnieniem

wyporu wody

γ_i^' - wartość charakterystyczna ciężaru objętościowego gruntu z uwzględnieniem wyporu wody w warstwie „i” zalegającej nad stropem gruntu nośnego

h_i - miąższość gruntu warstwy „i” zalegającej nad stropem gruntu nośnego

0.65 - współczynnik korekcyjny uwzględniający niejednorodność gruntu

h_z = 0.65 * [ ( 2.30 * 16 ) + ( 3.70 * 18.0 ) ] / 21 = 3.20 m

2.6.Obliczenie nośności pala wciskanego :

N_t^' = Np + N_s [ kN ]

Np - opór podstawy pala

N_s - opór pobocznicy pala

S_p , S_s - współczynniki technologiczne

q⁽ⁿ⁾ - jednostkowa obliczeniowa wytrzymałość gruntu pod podstawą pala

t⁽ⁿ⁾ - jednostkowa obliczeniowa wytrzymałość gruntu wzdłuż pobocznicy pala , w obrębie warstw „i”

N_t^' = 0.9 ( S_p * q⁽ⁿ⁾ * A_p + Σ S_si * t⁽ⁿ_i⁾ * A_si ) [ kN ]

2.7.Obliczenie stref naprężeń naprężeń gruncie wokół pali :

R = D / 2 + Σ h_i * tg α_i

R - promień strefy naprężeń

h_i - miąższość danej warstwy

α_i - kąt nachylenia tworzącej stożka do osi pala

R = 0.4 / 2 + ( 1.3 * 0.070 + 2.61 * 0.105 ) = 0.565 m

r₁ = 1.35 m

r₂ = 1.10 m

2.8.Sprawdzenie warunku zachodzenia na siebie stref naprężeń

r₁ / R = 2.300 m > 2

r₂ / R = 2.035 m > 2

Obie wartości są większe od 2 , więc warunek został spełniony i strefy naprężeń naprężeń gruncie wokół pali nie zachodzą na siebie . Nie trzeba zatem pomniejszać drugiego członu wzoru na nośność pala N_r^' o współczynnik redukcyjny „m” .

2.9.Obliczenie nośności pala wciskanego z uwzględnieniem tarcia negatywnego

N_t = N_t^' - T_n

T_n = Σ S_i * t_i⁽ⁿ⁾ * A_si

T_n = ( 1.0 * 9.0 * 1.256 * 3.7 ) + ( 1.1 * 8.0 * 1.256 * 1.3 ) = 56.19 kN

N_t = 350.544 - 56.19 = 294.354 kN

2.10.Sprawdzenie nośności pala

Q_r^' ≤ m * N_t

Q_r^' - działające obciążenie obliczone na pal , przyjmowane do sprawdzenia stanu granicznego nośności z uwzględnionym ciężarem pala

Q_r^' = Q_r + G_pala

Q_r^' = 186.23 + 29.84 = 216.07 kN

N_t * m = 294.354 * 0.9 = 264.918 kN

216.07 kN < 264.918 kN

Warunek został spełniony . Oznacza to , że zaprojektowany pal prefabrykowany żelbetowy o długości l = 9.0 m i średnicy D = 0.4 m przeniesie obciążenie z nazizmu i konstrukcji ściany oporowej oraz od ciężaru własnego .

2