MiF-zadanie 3

MECHANIKA GRUNTÓW I FUNDAMENTOWANIE – ćwiczenia, dr inż. Ireneusz Dyka
Kierunek studiów: Budownictwo
Rok III, sem. VI
1
ZADANIE PROJEKTOWE NR 3
Projekt muru oporowego
Według PN-83/B-03010 Ściany oporowe. Obliczenia statyczne i projektowanie.
Ściany oporowe – budowle utrzymujące w stanie statecznym uskok naziomu gruntów rodzimych lub
nasypowych albo innych materiałów rozdrobnionych, które można scharakteryzować parametrami
geotechnicznymi (γ, φ, c).
Najczęściej budowle takie stosuje się do utrzymania w stanie statecznym gruntów rodzimych lub
nasypowych ale także innych materiałów rozdrobnionych, np. kruszywo, węgiel itp.
W projektowaniu ściany oporowe traktuje się wraz z fundamentem jako całość.
Rodzaje konstrukcji oporowych:
-
wspornikowe (ścianki szczelne);
-
wspornikowe zakotwione;
-
masywne (z betonu, kamienia lub ceglane);
-
kątowe (żelbetowe: monolityczne lub prefabrykowane);
-
kątowe żebrowe (zwykle żelbetowe monolityczne);
-
z elementami odciążającymi (ze wspornikami lub płytami odciążającymi);
-
złożone.
Osobno – ściany oporowe z gruntu zbrojonego.
Norma PN-83/B-03010 Ściany oporowe. Obliczenia statyczne i projektowanie nie dotyczy ścianek
szczelnych i szczelinowych.
Projekt muru oporowego obejmuje:
•
opis techniczny,
•
obliczenia statyczne,
•
rysunki
Opis techniczny:
1. Przedmiot, podstawa i zakres opracowania,
2. Wykorzystane materiały:
– dokumentacja geotechniczna/geologiczna,
– projekt budowlany,
– projekt urbanistyczny,
– ekspertyzy,
– normy,
– literatura.
Ćwiczenia
MECHANIKA GRUNTÓW I FUNDAMENTOWANIE – ćwiczenia, dr inż. Ireneusz Dyka
Kierunek studiów: Budownictwo
Rok III, sem. VI
2
3. Założenia projektowe,
4. Lokalizacja obiektu,
5. Charakterystyka geologiczno-inżynierska,
– ogólna charakterystyka morfologiczno-geologiczna (położenie, rzeźba terenu, ...),
– szczegółowe warunki geotechniczne (rodzaj gruntów, stan gruntów miąższość warstw, ...)
– warunki wodne (zwierciadło wody gruntowej, agresywność, sąsiedztwo zbiorników wodnych, ...).
6. Opis konstrukcji,
- ogólna charakterystyka konstrukcji (rodzaj konstrukcji, schemat, podstawowe wymiary, główne
obciążenia).
- opis poszczególnych elementów konstrukcyjnych.
- opis obliczeń statycznych i metod wymiarowania konstrukcji.
7. Technologia wykonywania konstrukcji,
8. Informacje dodatkowe – wyposażenie,
9. Uwagi końcowe.
Obliczenia statyczne:
1. Ustalenie parametrów geotechnicznych
2. Przyjęcie wymiarów geometrycznych muru oporowego
3. Zebranie obciążeń.
3.1. Zebranie obciążeń pionowych.
3.2. Zebranie obciążeń poziomych (parcie gruntu).
4. Sprawdzenie wymiarów konstrukcji muru oporowego.
5. Sprawdzenie warunków I stanu granicznego
6. Sprawdzenie warunków II stanu granicznego
Rodzaje I stanu granicznego:
-
wypieranie podłoża przez pojedynczy fundament lub przez całą budowlę;
-
usuwisko albo zsuw fundamentu lub podłoża wraz z budowlą;
-
przesunięcie w poziomie posadowienia fundamentu lub w głębszych warstwach podłoża.
Zakres obliczeń dla stanu granicznego nośności:
-
sprawdzenie nośności podłoża z uwzględnieniem mimośrodu i nachylenia obciążenia oraz budowy
podłoża;
-
sprawdzenie stateczności na obrót;
-
sprawdzenie stateczności na przesunięcie w poziomie posadowienia fundamentu lub w głębszych
warstwach podłoża;
-
sprawdzenie ogólnej stateczności ściany oporowej i uskoku naziomu.
Ćwiczenia
MECHANIKA GRUNTÓW I FUNDAMENTOWANIE – ćwiczenia, dr inż. Ireneusz Dyka
Kierunek studiów: Budownictwo
Rok III, sem. VI
3
Warunek obliczeniowy I stanu granicznego:
Qr = m × Qf
Qf - obliczeniowy opór graniczny podłoża gruntowego przeciwdziałający obciążeniu Qr, kN
m – współczynnik korekcyjny
Współczynnik korekcyjny przyjmuje się w zależności od metody obliczania oporu granicznego:
0,9 – gdy stosuje się rozwiązanie teorii granicznych stanów naprężeń;
0,8 – gdy przyjmuje się kołowe linie poślizgu w gruncie;
0,7 – gdy stosuje się inne bardziej uproszczone metody obliczeń;
0,8 – przy obliczaniu oporu na przesunięcie w poziomie posadowienia lub w podłożu gruntowym.
Uwaga: przy stosowaniu metody określania parametrów geotechnicznych B lub C, wartość
współczynnika korekcyjnego mnoży się przez 0,9.
Normy:
[1]
PN-82/B-02001
[2]
PN-B-02479:1998 Geotechnika. Dokumentowanie geotechniczne.
[3]
PN-88/B-02014
Obciążenia budowli. Obciążenie gruntem.
[4]
PN-86/B-02480
Grunty budowlane. Określenia, symbole, podział i opis gruntów.
[5] PN-B-02481:1998
Obciążenia budowli. Obciążenia stałe.
Geotechnika – Terminologia podstawowa, symbole literowe i jednostki miar.
[6]
PN-83/B-03010
Ściany oporowe. Obliczenia statyczne i projektowanie.
[7]
PN-81/B-03020
Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia
statyczne i projektowanie.
[8]
PN-B-03264:2002 Konstrukcje betonowe, żelbetowe i sprężone. Obliczenia statyczne
i projektowanie.
[9]
PN-B-06050:1999 Geotechnika. Roboty ziemne. Wymagania ogólne.
Parametry geotechniczne można ustalać jedna z trzech metod:
Metoda A – polega na bezpośrednim oznaczaniu wartości parametru za pomocą polowych lub
laboratoryjnych badań gruntów.
Metoda B – polega na oznaczeniu wartości parametru na podstawie ustalonych zależności
korelacyjnych między parametrami fizycznymi lub wytrzymałościowymi a innym
parametrem (np. IL lub ID) wyznaczonym metodą A.
Metoda C – polega na przyjęciu wartości parametrów określonych na podstawie praktycznych
doświadczeń budownictwa na innych podobnych terenach, uzyskanych dla budowli o
podobnej konstrukcji i zbliżonych obciążeniach.
Ćwiczenia
MECHANIKA GRUNTÓW I FUNDAMENTOWANIE – ćwiczenia, dr inż. Ireneusz Dyka
Kierunek studiów: Budownictwo
Rok III, sem. VI
4
Wartość obliczeniową parametru geotechnicznego należy wyznaczać wg wzoru:
x(r) = γm · x(n),
w którym
γm – współczynnik materiałowy
Współczynnik γm dla parametru wyznaczanego metodą B lub C wynosi γm = 0,9 lub γm = 1,1 przy czym
należy przyjmować wartość bardziej niekorzystną
Pochodzenie gruntów spoistych:
A – grunty morenowe skonsolidowane (gliny, gliny piaszczyste, piaski gliniaste w stanie półzwartym);
B – inne grunty skonsolidowane oraz grunty morenowe nieskonsolidowane (pyły i gliny pylaste
półzwarte, gliny i piaski gliniaste twardoplastyczne);
C- inne grunty nieskonsolidowane (gliny zwięzłe i gliny piaszczyste plastyczne);
D – iły, niezależnie od pochodzenia geologicznego.
Literatura:
Biernatowski K., Dembicki E., Dzierżawski K., Wolski W.:
i wykonawstwo. Arkady. Warszawa 1987.
Dembicki E. i inni
Fundamentowanie. Projektowanie
Fundamentowanie cz. 1 i 2. Arkady. Warszawa 1988.
Czarnota – Bojarski R., Lewandowski J. Fundamenty budowli lądowych. Arkady. 1978.
Jarominiak A., Lekkie konstrukcje oporowe. WKŁ. Warszawa 2000.
Kobiak J., Stachurski W. Konstrukcje żelbetowe, tom 3. Arkady, Warszawa 1987.
Motak E.
Fundamenty bezpośrednie. Arkady. Warszawa 1988.
Starosolski W. Konstrukcje żelbetowe, tom II. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2003.
Zalecenia dotyczące przyjmowania wstępnego wymiarów ścian oporowych
Zasypka (wg pkt 5.7 normy PN-83/B-03010 Ściany oporowe. Obliczenia statyczne i projektowanie):
zaleca się stosować z gruntów mineralnych, rodzimych, niespoistych, o dobrych właściwościach
drenujących, nieagresywnych lub o słabym stopniu agresywności. Dopuszcza się wykorzystanie
miejscowych gruntów spoistych i przemysłowych materiałów odpadowych (popioły, żużle itp.) pod
warunkiem właściwego ich ułożenia, zagęszczenia i odwodnienia. Nie należy stosować gruntów
spoistych w stanie miękkoplastycznym. Kontrola zagęszczenia zasypu jest wymagana, gdy za ścianą
oporową przewiduje się wykonanie innych konstrukcji podatnych na osiadanie lub zapadanie gruntu.
Najlepiej: grunt niespoisty średniozagęszczony.
Zagłębienie ścian oporowych (D) – wg pkt 5.3 normy PN-83/B-03010
D ≥ 0.5 m – grunty niewysadzinowe (grunty niespoiste)
D ≥ hz – grunty wysadzinowe (grunty spoiste)
hz – głębokość przemarzania gruntu (wg PN-81/B-03020)
Ćwiczenia
MECHANIKA GRUNTÓW I FUNDAMENTOWANIE – ćwiczenia, dr inż. Ireneusz Dyka
Kierunek studiów: Budownictwo
Rok III, sem. VI
Minimalne grubości ścian żelbetowych – wg pkt 5.1 normy PN-83/B-03010
A. Mur masywny
B. Mur masywny ze wspornikiem odciążającym
C. Mur masywny z płytą odciążającą
B. Mur lekki płytowo-kątowy
Ćwiczenia
5
MECHANIKA GRUNTÓW I FUNDAMENTOWANIE – ćwiczenia, dr inż. Ireneusz Dyka
Kierunek studiów: Budownictwo
Rok III, sem. VI
Ćwiczenia
6