dr inż. Leon Maro

LEMAR
Usługi Projektowo-Budowlane
dr inż. Leon Maro
91-341 Łódź, ul. Brukowa 139
NIP 947-121-34-15
tel/fax (42) 659-12-24
tel. kom. 601-42-32-88
e-mail: [email protected]
REGON 472201247
dr inż. Leon Maro
Rzecoznawca budowlany
Specjalista II stopnia w projektowaniu konstrukcji budowlanych
PROJEKTOWANIE WZMOCNIENIA GRUNTÓW
GEOKRATĄ TABOSSystem® I GEOSYNTETYKAMI PŁASKIMI
WG. POLSKICH NORM I WYTYCZNYCH PROJEKTOWANIA
(podstawy obliczeń)
Łódź, 2006 r.
1
1. WPROWADZENIE
Posadowienie obiektów inżynierskich (dróg, nasypów itp.) na
gruntach słabonośnych, określanych najczęściej w dokumentacjach
geotechnicznych jako grunty niebudowlane, wiąże się z reguły z
koniecznością wymiany tych warstw (jeśli znajdują się blisko powierzchni
terenu i ich miąższość nie jest zbyt duża) lub ze stosowaniem
skomplikowanych i kosztownych systemów posadowienia pośredniego
na niżej położonych warstwach nośnych o korzystniejszych parametrach
geotechnicznych.
Szybki rozwój technologii zbrojenia gruntów, przyspieszony
wprowadzeniem na rynek geosyntetyków, otworzył przed inżynierami
nowe możliwości, z których zaledwie część jest obecnie wykorzystana.
Jednym z obszarów zastosowań geosyntetyków, w tym w
szczególności geokraty przestrzennej, ale także geosiatek płaskich,
geotkanin i geowłóknin, jest powierzchniowe wzmocnienie słabonośnego
podłoża gruntowego, przy czym szczególnie korzystne wyniki daje
łączne stosowanie geokraty z geosyntetykami płaskimi, tak ze względów
wytrzymałościowych, jak filtracyjnych i separacyjnych. Nie bez znaczenia
jest przy tym, że powierzchniowe wzmacnianie słabonośnego podłoża
przy zastosowaniu geosyntetyków jest technologią skuteczną w bardzo
niekorzystnych warunkach geotechnicznych, relatywnie tanią i łatwą w
realizacji nawet w trudnych warunkach terenowych, przy użyciu prostych
urządzeń technicznych.
Istotne znaczenie ma również to, że:
- zarówno geokrata, jak i pozostałe geosyntetyki, zgodnie z badaniami i
posiadanymi atestami, są neutralne dla środowiska, a równocześnie są
odporne na szkodliwe wpływy czynników chemicznych i biologicznych;
- powierzchniowe wzmocnienie podłoża przy użyciu geokraty prowadzi
do znacznego zmniejszenia i wyrównania naprężeń pionowych w gruncie
w wyniku ich rozproszenia przez sztywno – sprężystą płytę z geokraty, a
w konsekwencji przyczynia się do zmniejszenia osiadań oraz
zabezpiecza posadowioną na niej konstrukcję przed nierównomiernym
osiadaniem podłoża, natomiast przewidywany czas osiadania jest
relatywnie taki sam jak w przypadku innych technologii. Pod tym
względem geokrata zdecydowanie przewyższa inne geosyntetyki.
- na tak przygotowanym i wzmocnionym podłożu można niezwłocznie
wykonywać przewidziane projektem konstrukcje.
2
Dobór geosyntetyków winien być każdorazowo uzasadniony przez
projektanta obliczeniowo w zależności od rodzaju i wielkości obciążeń,
parametrów geotechnicznych poszczególnych warstw podłoża oraz
przyjętego rodzaju geosyntetyków. Są to obliczenia żmudne i
skomplikowane, a przy tym z reguły należy je wykonać kilkakrotnie dla
dokonania wyboru najbardziej racjonalnego rozwiązania z punktu
widzenia technicznego i ekonomicznego, dlatego do ich wykonania
korzysta się z programów komputerowych. Tu jednak projektanci, którzy
ustawowo są w całości odpowiedzialni za swoje projekty, natrafiają na
istotne przeszkody, z których najistotniejsze to:
- programy oferowane przez firmy zagraniczne z oczywistych względów
najczęściej nie uwzględniają wymagań polskich norm i wytycznych
projektowania,
- autorzy tych programów z reguły nie ujawniają stosowanych metod
obliczeń, uniemożliwiając tym samym projektantom sprawdzenie
poprawności wyników obliczeń i zmuszając ich do brania na siebie
odpowiedzialności za projekt „na słowo honoru”,
- najczęściej programy oferowane przez firmy zagraniczne ograniczają
się w wynikach obliczeń do podania charakterystyki wybranych
produktów tych firm i utrudniają lub wręcz uniemożliwiają projektantowi
dobranie innych geosyntetyków o porównywalnych parametrach.
Z uwagi na powyższe został opracowany pakiet programów
pozwalający projektantom ominąć w/w przeszkody. W skład pakietu,
którego założenia obliczeniowe zostaną zaprezentowane w dalszej
części, wchodzą następujące programy obliczeniowe:
GAMMA – KT „Wzmocnienie geokratą TABOSSystem® (i geotkaniną) uwarstwionego podłoża obciążonego budowlami płaskimi”
GAMMA – ST „Wzmocnienie geotkanina lub geosiatką uwarstwionego podłoża obciążonego budowlami płaskimi”
GAMMA – MS „Ściany oporowe pionowe i pochyłe z gruntu zbrojonego geotkaniną lub geosiatką”.
GAMMA – ZS „Powierzchniowe zabezpieczenie skarp geokratą
TABOSSystem®”
Programy te, opracowane w jednolitej formule merytorycznej,
operatorskiej i wizualnej, pozwalają:
- łatwo i szybko ustalić, czy podłoże gruntowe wymaga
wszmocnienia i w razie konieczności zaprojektować racjonalny sposób
powierzchniowego wzmocnienia przy użyciu geosyntetyków w
określonych warunkach miejscowych,
3
- analizować naprężenia i dobierać najwłaściwszy w danych
warunkach sposób wzmocnienia słabych gruntów uwarstwionych (do 10ciu warstw),
- badać wpływ poszczególnych czynników na wielkość i rozkład
naprężeń w gruncie,
- włączyć do współpracy tzw. „grunty niebudowlane”, eliminując tym
samym konieczność ich kosztownej wymiany,
- w razie potrzeby wybrać w prosty sposób zamienne geosyntetyki,
spełniające wymogi projektanta lub wykonawcy,
- projektować pionowe i pochyłe ściany oporowe z gruntu
zbrojonego geosiatkami i geotkaninami oraz powierzchniowe
zabezpieczenie skarp przed erozją.
Autorzy programów:
dr inż. Leon Maro i dr inż. Jacek Amanowicz
2. ZAŁOŻENIA DO PROJEKTOWANIA
2.1. ZALEŻNOŚĆ ODKSZTAŁCEŃ PODŁOŻA OD OBCIĄŻEŃ
Istotnym zagadnieniem dla pracy budowli i nawierzchni drogowych
są odkształcenia gruntu. Z. Wiłun [1] podzielił proces osiadań na trzy
fazy:
- w fazie I obciążenie zewnętrzne jest niewiększe niż obciążenie
krytyczne (q ≤ qprop). W tej fazie przyrost osiadań jest prawie wprost
proporcjonalny do przyrostu obciążenia gruntu.
- w fazie II obciążenie zewnętrzne jest niewiększe niż obciążenie
graniczne (q ≤ qf ). W tej fazie przyrost osiadań przebiega wg. krzywej
wykładniczej i następuje podnoszenie się terenu obok budowli.
- w fazie III obciążenie zewnętrzne przekracza obciążenie graniczne. W
tej fazie osiadanie wzrasta bez dalszego przyrostu obciążeń wskutek
wypierania gruntu spod budowli. Towarzyszy temu deformacja podłoża
gruntowego i posadowionej na nim budowli.
Dla prawidłowej pracy budowli wskazane jest aby naprężenia w
podłożu nie przekraczały granicy proporcjonalności, czyli obciążenia
krytycznego qprop , co pozwoli na zminimalizowanie wielkości osiadań
gruntu, a wymagane jest aby naprężenia nie przekraczały granicy
nośności, czyli obciążenia granicznego qf .
4
2.2. OBCIĄŻENIA PODŁOŻA
Przyjęto, że podłoże może być obciążone nasypem, ciężarem
własnym konstrukcji budowli oraz następującymi obciążeniami
użytkowymi:
1) drogą dowolnej klasy wg. [2] lub drogą o indywidualnie ustalonym
dopuszczalnym nacisku osi pojazdu (kN);
Zgodnie z obowiązującymi przepisami o ruchu drogowym [2]
przyjęto, że w zależności od klasy drogi dopuszczalny nacisk wynosi 80
÷ 115 kN/oś.
Na tej podstawie, przez analogię do normy PN-85/S-10030 [4],
program określa charakterystyczne obciążenie użytkowe równomierne
na 1 m² drogi wg. wzoru
qk = [4 / (3,30 × 4,80)] × Kos
[kN/m²]
(1)
gdzie: współczynniki liczbowe określają ilość osi i obliczeniowe gabaryty
pojazdu wg. normy PN-85/S-10030 [4]
Kos – obciążenie normatywne na oś
[kN]
2) torowiskiem wg. [3];
Projektant, w zależności od rodzaju torowiska, deklaruje
charakterystyczne obciążenie użytkowe równomierne na 1 m² torowiska
(z uwzględnieniem współczynnika dynamicznego), obliczone wg zasady
analogicznej do p. 1).
3) parkingiem;
Charakterystyczne obciążenia użytkowe parkingów można przyjąć
wg. p. 1) lub określić indywidualnie w kN/m².
4) placem składowym lub podłogą w hali;
Charakterystyczne obciążenia użytkowe określa się indywidualnie w
zależności od przeznaczenia obiektu w kN/m².
2.3. WSPÓŁCZYNNIKI KOREKCYJNE PRZYJĘTE DO OBLICZE
2.3.1. Współczynnik obciążeń γf
W danych do programu należy wszystkie obciążenia podawać w
wielkościach charakterystycznych (normowych). Programowo są one
5
mnożone przez współczynnik obciążeń γf aby otrzymać obciążenia
obliczeniowe.
Na podstawie analizy wartości tych współczynników w normach [4],
[5], [6], [7] i [8] przyjęto w programie dla wszystkich obciążeń jedną
wartość współczynnika obciążeń γf = 1,20.
2.3.2. Współczynniki korekcyjne nośności granicznej podłoża m
Dla zachowania pełnego bezpieczeństwa budowli przyjęto w
programie dla obliczenia nośności krytycznej podłoża wg. Z. Wiłuna [1]
następujące wartości współczynników, przez które należy pomnożyć
nośność graniczną podłoża qf:
m1 = 0,90 – dla wzorów z załącznika 1 do normy PN-81/B-03020 [9]
m2 = 1,0 lub 0,9 – w zależności od metody A lub B i C określania
parametrów geotechnicznych gruntu według normy [9]
m3 = 0,90 – współczynnik materiałowy według normy [9]
2.3.3. Materiałowe współczynniki pewności γm
Do obliczeń nośności geosiatek i geotkanin należy przyjąć wartości
współczynników materiałowych γm. Wartości tych współczynników nie są
znormalizowane i w różnych publikacjach proponuje się różne ich
wartości. Decyzja w tej sprawie należy do projektanta.
W programach sugeruje się następujące graniczne wartości tych
współczynników:
Wsp. pewności z uwagi na:
γm
geosiatka
uszkodzenie przy wbudowaniu
γm1 =
1,30 ÷ 1,70 1,50 ÷ 2,00
pełzanie materiału
γm2 =
1,50 ÷ 3,00 2,00 ÷ 4,00
degradacja chemiczna i biologiczna
γm3 =
1,50 ÷ 2,00 1,50 ÷ 3,00
geotkanina
W obliczeniach przyjmuje się globalny współczynnik pewności
będący sumą w/w współczynników (γm = γm1 + γm2 + γm3).
3.
WZMOCNIENIE GEOKRATĄ Tabossystem®, GEOSIATKĄ LUB
GEOTKANINĄ UWARSTWIONEGO PODŁOŻA OBCIĄŻONEGO
BUDOWLAMI PŁASKIMI.
3.1. OBLICZANIE NOŚNOŚCI PODŁOŻA
Graniczne obciążenie podłoża w poziomie posadowienia budowli
oblicza się w programie wg. zmodyfikowanego wzoru Terzaghiego [1].
Pozwala to uwzględnić decydujący dla prawidłowej pracy budowli wpływ
6
najsłabszej warstwy podłoża również w przypadku, gdy nie występuje
ona bezpośrednio pod spodem budowli, przy uwzględnieniu rozkładu
naprężeń w warstwie gruntu nośnego ponad warstwą gruntu słabego.
Przyjmując, że L » B wzór zapisano w postaci:
qf = [ c × NC + ςD × (D + z) × ND – ςD × z + ςg × B × NB ] / η [kN/m²] ( 2 )
gdzie: c – kohezja słabszej warstwy [kN/m²]
L = ∞ – długość obliczeniowa podstawy budowli [m]
B = 3,00 m – szerokość obliczeniowa podstawy budowli [m]
ςD – gęstość objętościowa gruntu obok podstawy budowli i
powyżej badanej warstwy [kN/m³]
D – głębokość posadowienia budowli [m]
z – odległość spodu budowli od stropu badanej warstwy [m]
ςg – gęstość objętościowa gruntu w badanej warstwie [kN/m³]
ND, NC, NB – współcz. nośności wg. [9] dla Φ badanej warstwy
η – współczynnik rozkładu naprężeń jak w ośrodku jednorodnym
zależny od z:B oraz dla L:B = ∞
Krytyczne obciążenie podłoża określa wzór:
qprop = qf × m1 × m2 × m3
[kN/m²]
(3)
Naprężenia obliczeniowe w badanej warstwie określa wzór:
σobl =( qn + qk + Hn × ςn + ςD × z) × γf
[kN/m²]
(4)
gdzie: qn – charakterystyczne obciążenia zewnętrzne [kN/m²]
qk – charaktrystycznyciężar własny budowli (np. drogi) [kN/m²]
Hn – wysokość nasypu [m]
ςn – gęstość objętościowa gruntu nasypu [kN/m³]
ςD – gęstość objętościowa gruntu nad badaną warstwą [kN/m³]
z – zagłębienie środka badanej warstwy od spodu budowli [m]
7
Nośność podłoża uznaje się za wystarczającą, gdy spełniona jest
nierówność:
σobl ≤ qprop
(5)
Wtedy podłoże nie wymaga wzmocnienia.
W przeciwnym razie:
a) można wymienić słabonośną warstwę gruntu do głębokości hwym, na
której naprężenia obliczeniowe są równe obciążeniom krytycznym
hwym = z + D
[m]
(6)
przy czym potrzebną wartość ( z ) wyznacza się z równości, w której obie
strony są funkcjami względem ( z ):
σobl = qprop
(7)
b) można podłoże wzmocnić powierzchniowo przy pomocy geokraty,
geosiatki, geotkaniny lub geokraty wspomaganej geotkaniną,
uwzględniając w bilansie sił parcie wywołane obciążeniem podłoża przez
budowlę i odpór podłoża otaczającego budowlę
3.2. WZMOCNIENIE PODŁOŻA GEOKRATĄ TABOSSystem®
Nośność podłoża w tym przypadku sprawdza się przez
zbilansowanie sił czynnych działających na podłoże, to jest parcia
wywołanego obciążeniem podłoża przez budowlę z uwzględnieniem
redukcji naprężeń pionowych pod budowlą w wyniku działania geokraty z
jednej strony oraz reakcji podłoża, to jest odporu podłoża pod budowlą z
drugiej strony.
W przypadku wzmocnienia podłoża przy pomocy geokraty zaleca się
(szczególnie w przypadku podłoża z gruntów spoistych) ułożenie pod
geokratą warstwy filtracyjno – separacyjnej z kruszywa mineralnego
(piasku lub pospółki) zbrojonego od spodu geowłókniną lub geotkaniną.
Tego zbrojenia nie uwzględnia się w bilansie sił przyjmując, że spełnia
ono wyłącznie rolę filtracyjno – separacyjną.
Powyższy bilans jest opisany następującymi wzorami:
8
a) siły parcia
Charakterystyczną (normową) wielkość sił parcia określa wzór:
qc = qn + qk + Hn × ςn + ςD × z – σzr
[kN/m²]
(8)
gdzie: σzr – redukcja naprężeń pionowych przez geokratę
- pozostałe oznaczenia jak w pkt. 3.1.
b) redukcja naprężeń pionowych przez geokratę wg. [10] jest
obliczana przy następujących założeniach i danych wyjściowych:
Kąt tarcia wewnętrznego pomiędzy materiałem wypełniającym geokratę
a ścianą geokraty
δ = r × Φw
(9)
przy czym względny kąt tarcia określa się w funkcji ( r ) kąta tarcia
wewnętrznego materiału wypełniającego teokratę ( Φw ).
Według [10] przyjęto następujące wartości względnego kąta tarcia:
Ziarnisty materiał wypełniający geokratę
r
Φw
Piasek drobnoziarnisty
0,88
36
Piasek gruboziarnisty
0,86
39
Tłuczeń
0,72
42
Współczynnik odporu wypełnienia geokraty
Kw + tg² (45º - Φw / 2)
(10)
Naprężenia poziome w geokracie
σw = Kw × (qn + qk + Hn × ςn)
[kN/m²]
(11)
Redukcja naprężeń pionowych bezpośrednio powyżej środka obciążonego podłoża w efekcie przeniesienia ich na ściany komórek
9
σzr = 2 × σw × tg δ × hgk / Dgk
[kN/m²]
(12)
gdzie: hgk – wysokość geokraty (m)
Dgk – efektywna średnica komórki geokraty (m)
c) odpór gruntu
Odpór gruntu w badanej warstwie podłoża określa się według wzoru (2).
Wzmocnienie podłoża przy zastosowaniu geokraty uznaje się za
wystarczające, gdy spełniona jest nierówność:
qc × γf ≤ qf × m1 × m2 × m3
[kN/m²]
(13)
Zadaniem projektanta jest takie dobranie wysokości geokraty,
ułożonej pod budowlą w jednej lub dwóch warstwach, aby zredukowane
naprężenia pionowe w podłożu nie przekraczały obciążenia krytycznego,
czyli aby nierówność (13) była spełniona.
3.3. WZMOCNIENIE PODŁOŻA GEOTKANINĄ LUB GEOSIATKĄ
Pod obiektami o mniejszym znaczeniu (drogi tymczasowe, place
składowe itp.) można stosować wzmocnienie podłoża geotkaniną lub
geosiatką, należy jednak pamiętać, że wiąże się to z możliwością
większych osiadań podłoża i niewielkich deformacji nawierzchni.
W tym przypadku stateczność budowli i nośność podłoża sprawdza
się przez zbilansowanie sił czynnych działających na podłoże, to jest
parcia wywołanego obciążeniem podłoża przez budowlę z jednej strony
oraz reakcji podłoża, to jest odporu podłoża otaczającego budowlę, siły
rozciągającej w materacu z geowłókniny oraz siły wynikającej ze
spójności gruntu z drugiej strony [11].
Powyższy bilans jest opisany następującymi wzorami:
a) siły parcia
Kan = tg² (45º - Φ(r)n / 2)
(14)
Ka = tg² (45º - Φ(r)g / 2)
(15)
10
σc = qn + qk
[kN/m²]
(16)
Ea = Kan × [(ςn × Hn²) / 2 + σc × Hn] + Ka × [(ςg ×Ds²) / 2 +
__
(ςn × Hn + σc) × Ds] - 2 × c(r)g × Ds × √Ka
[kN/m] (17)
gdzie: Φ(r)n – obliczeniowy kąt tarcia wewnętrznego gruntu nasypu
Φ(r)g – obliczeniowy kąt tarcia wewnętrznego gruntu podłoża
c(r)g – obliczeniowa spójność gruntu podłoża [kN/m²]
Ds – miąższość badanej warstwy podłoża [m]
b) odpór gruntu
Kp = tg² (45º + Φ(r)g / 2)
(18)
__
Ep = Kp × ςg × Ds² / 2 + 2 × c(r)g × Ds × √Kp [kN/m]
(19)
Bilans sił, przeprowadzony w oparciu o powyższe wzory, pozwala
wyznaczyć siłę rozciągającą, którą musi przenieść materac z brojony
geosiatką lub geotkaniną, z wzoru:
Zw = Ea × γf – c(r)g × B – Ep
[kN/m]
(20)
Zadaniem projektanta jest takie dobranie rodzaju i ilości warstw
geosiatki lub geotkaniny, aby ich łączna wytrzymałość na rozciąganie
(Σ Rr ) deklarowana przez producenta spełniała warunek:
Σ Rr ≥ Zw × (γm1 + γm2 + γm3)
[kN/m]
3.4. JEDNOCZESNE WZMOCNIENIE
Tabossystem® I GEOTKANINĄ
(21)
PODŁOŻA
GEOKRATĄ
11
W przypadku wzmocnienia podłoża geokratą i geotkaniną warstwę
filtracyjno – separacyjną zastępuje się jedno- lub wielowarstwowym
materacem z kruszywa mineralnego (piasku lub pospółki) zbrojonego w
każdej warstwie geotkaniną o wytrzymałości wynikającej z obliczeń.
W tym przypadku obliczenia wzmocnienia podłoża wykonuje się
według zasad opisanych w pkt. 4.1 i 4.2.
Zadaniem projektanta jest takie dobranie parametrów geokraty i
geotkaniny, aby były spełnione opisane wyżej warunki nośności podłoża
i stateczności budowli.
Z reguły nie zajmuje to więcej czasu niż kilka do kilkunastu minut,
ponieważ programy umożliwiają wprowadzanie zmieniających się
wartości poszczególnych czynników (podczas, gdy reszta danych
pozostaje nienaruszona) i analizowanie wpływu tych zmian na
ostateczny wynik obliczeń.
4. KONSTRUKCJA ŚCIAN OPOROWYCH Z GRUNTU ZBROJONEGO
GEOTKANINĄ LUB GEOSIATKĄ.
4.1. ZAŁOŻENIA DO PROJEKTOWANIA
Zasady obliczania ścian oporowych z gruntu zbrojonego
geotkaninami lub geosiatkami opracowano wg normy PN-83/B-03010
[12] w oparciu o publikację [13].
Obciążenia ściany, współczynniki korekcyjne obciążeń, nośności
granicznej podłoża oraz współczynniki pewności dla zbrojenia przyjmuje
się wp p. 2.2 i 2.3.
4.2. OBLICZANIE KONSTRUKCJI ŚCIANY OPOROWEJ
4.2.1. Obliczanie sił w zbrojeniu ściany (w geotkaninie lub geosiatce)
Obliczenia są wykonywane dla każdej sekcji ściany różniącej się
parametrami geometrycznymi zadeklarowanymi przez projektanta.
Pozwala to ekonomicznie dobrać rodzaj i wielkość zbrojenia stosownie
do sił występujących w danej sekcji.
Maksymalne obliczeniowe siły rozciągające w zbrojeniu w sekcji są
określane wzorem
Tr max = r × σ3(z) × (γm1 + γm2 + γm3)
gdzie: r
[kN/m]
– rozstaw warstw zbrojenia (geotkaniny)
(22 )
12
σ3(z) – pozioma składowa siły rozciągającej w zbrojeniu wg PN83/B-03010 „Ściany oporowe. Obliczenia statyczne i
projektowanie” [12]
Długość zbrojenia określa się z uwagi na poślizg geotkaniny w
gruncie wzorem
h
Tr max ≤ mk × 2 × µ × Σσ1 × L1
[kN/m]
( 23 )
i=1
gdzie: mk – współczynnik korekcyjny równy 0,75 wg. [12]
µ – współczynnik tarcia geotkaniny o grunt. Na podstawie
badań amerykańskich przyjęto wg [13] µ = tg (0,7 × ø (n)u)
σ1 – pionowe składowe obciążenia od obciążeń o ograniczonym
zasięgu oddziaływania wg. [12]
L1 – obliczeniowa długość zbrojenia (geotkaniny) w strefie oporu
ø (n)u – kąt tarcia wewnętrznego gruntu w konstrukcji
Minimalną długość zakładu górnego geotkaniny przyjęto wg. [13] dla
połowy wartości parcia gruntu wewnątrz konstrukcji ściany
L0 = [ (1,3 ÷ 1,5) × r × σ 3(z) ] / (4 × ςz × zg × µ) ≥ 1,0 m
(24 )
gdzie: ςz - gęstość objętościowa gruntu gruntu wewnątrz konstrukcji
ściany
[kN/m³]
zg – zagłębienie rozpatrywanego poziomu poniżej wysokości
obliczeniowej ściany
[m]
4.2.2. Obliczanie stateczności ściany na przesunięcie poziome
Stateczność ściany ze względu na możliwość poziomego
przesunięcia w podstawie konstrukcji ściany oblicza się wg PN-83/B03010 p. 4.2.5 [12] sprawdzając warunek
Qtr ≤ 0,9 × Qtf
gdzie: Qtr – obliczeniowa wartość składowej poziomej w
( 25 )
13
płaszczyźnie ścięcia
Qtf – suma rzutów na płaszczyznę ścięcia wszystkich sił
obliczeniowych przeciwdziałających przesunięciu ściany.
Zadaniem
projektanta
jest
takie
dobranie
parametrów
geometrycznych ściany oporowej, aby dla spełnienia w/w warunków
można było zastosować wybraną wcześniej (będącą do dyspozycji)
geotkaninę lub tak dobrać parametry wytrzymałościowe geotkaniny, aby
przeniosła siły wynikające z przyjętych wcześniej (narzuconych
miejscowymi warunkami) parametrów geometrycznych ściany oporowej.
Program umożliwia łatwą i szybką realizację obu wariantów obliczeń.
4.2.3. Obliczanie posadowienia ściany
Graniczne obciążenie podłoża w poziomie posadowienia ściany
oblicza się w programie wg. zasad podanych w p. 3.1.
W przypadku konieczności posadowienia ściany oporowej na
słabym podłożu program umożliwia wzmocnienie tego podłoża przy
pomocy geokraty TABOSSystem® oraz geotkaniny wg zasad podanych
w p. 3.2. i p. 3.3.
5. UWAGI KOŃCOWE
Komputerowy system obliczeniowy „GAMMA”
przydatnym narzędziem projektanta z uwagi na to, że:
może
być
- pozwala łatwo i szybko ustalić, czy podłoże gruntowe wymaga
wzmocnienia;
- pozwala włączyć do współpracy tzw, „grunty niebudowlane”,
eliminując tym samym konieczność ich kosztownej wymiany;
- pozwala łatwo i szybko zaprojektować racjonalny sposób
powierzchniowego wzmocnienia podłoża przy użyciu geosyntetyków w
określonych warunkach miejscowych;
- pozwala w razie potrzeby wybrać w prosty sposób zamienne
geosyntetyki, spełniające wymogi projektanta lub wykonawcy;
- pozwala łatwo i szybko zaprojektować racjonalne konstrukcje
ścian oporowych z gruntu zbrojonego geosyntetykami płaskimi i
posadowienie tych ścian na słabych gruntach.
PIŚMIENNICTWO
[ 1 ] Z. Wiłun „Zarys geotechniki”. Wyd. 4. WKŁ. Warszawa 2000
[ 2 ] Rozporządzenie Min. Transportu i G.M. z dnia 2.03.1999 r. (Dz.U.
Nr 43, poz. 430)
14
[ 3 ] Rozporządzenie Min. Transportu i G.M. z dnia10.09.1998 r. (Dz.U.
Nr 151, poz. 987)
[ 4 ] PN-85/S-10030 „ Obiekty mostowe. Obciążenia”
[ 5 ] PN-82/B-02000 „Obciążenia budowli. Zasady ustalania wartości”
[ 6 ] PN-82/B-02001 „Obciążenia budowli. Obciążenia stałe”
[ 7 ] PN-82/B-02003 „Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne i technologiczne. Podstawowe obciążenia technologiczne i montażowe”
[ 8 ] PN-82/B-02004 „Obciążenia budowli. Obciążenia zmienne”
[ 9 ] PN-81/B-03020 „Grunty budowlane. Posadowienie bezpośrednie
budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie”
[10] W. Pelc „Zastosowanie teokraty TABOSS w budownictwie”.
(niepublikowane)
[11] J. Wójtowicz „Geosyntetyki w konstrukcji posadowienia nasypów na
słabym podłożu na przykładzie południowego obejścia Krakowa”.
NOVITA S.A. Materiały konferencyjne. Zielona Góra 1999
[12] PN-83/B-03010 „Ściany oporowe. Obliczenia statyczne i projektowanie”
[13] D. Garlikowski, H. Orzeszyna, A. Pawłowski „Obliczenia murów z
gruntów zbrojonych geosyntetykami”. IX Konf. N-Tech. „Szkoła
metod projektowania obiektów inżynierskich z zastosowaniem
geosyntetyków”. Ustroń 2003