WPROWADZENIE DO PROJEKTOWANIA GEOTECHNICZNEGO

WPROWADZENIE DO PROJEKTOWANIA GEOTECHNICZNEGO WEDŁUG
EUROKODU 7
Dr inż. Paweł FEDCZUK
1. PODZIAŁ FUNDAMENTÓW
2. PROJEKTOWANIE FUNDAMENTÓW
2.1. FAZY PROJEKTOWANIA
2.2. ELEMENTY PROCESU PROJEKTOWANIA FUNDAMENTÓW
2.3. WYMIAROWANIE GEOTECHNICZNE
2.4. DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA
2.5. DOKUMENTACJA GEOLOGICZNO-INŻYNIERSKA

3. PODSTAWY PROJEKTOWANIA GEOTECHNICZNEGO WEDŁUG EUROKODU 7
3.1. KATEGORIE
GRANICZNYCH
GEOTECHNICZNE
I
METODY
SPRAWDZANIA
STANÓW
3.2. PROJEKTOWANIE GEOTECHNICZNE NA PODSTAWIE OBLICZEŃ
3.2.1. WARTOŚCI OBLICZENIOWE
3.2.1.1. WARTOŚCI OBLICZENIOWE ODDZIAŁYWAŃ
3.2.1.2. WARTOŚCI OBLICZENIOWE PARAMETRÓW GEOTECHNICZNYCH
3.2.1.3. WARTOŚCI OBLICZENIOWE DANYCH GEOMETRYCZNYCH
3.2.2. SPRAWDZENIE STANÓW GRANICZNYCH NOŚNOŚCI
3.2.2.1. SPRAWDZENIE RÓWNOWAGI STATYCZNEJ
3.2.2.2. SPRAWDZENIE STANÓW GRANICZNYCH NOŚNOŚCI KONSTRUKCJI I
PODŁOŻA
3.2.2.3. SPRAWDZENIE STANU GRANICZNEGO WYPARCIA
3.2.2.4. SPRAWDZENIE OPORU NA DEFORMACJE WYWOŁANE PRZEZ CIŚNIENIE
SPŁYWOWE W GRUNCIE
3.2.2.5. STANY GRANICZNE UŻYTKOWALNOŚCI
3.2.3. PODEJŚCIA OBLICZENIOWE

3.3.
PODSTAWY
PROJEKTOWANIA
GEOTECHNICZNEGO
FUNDAMENTÓW
BEZPOŚREDNICH



1. PODZIAŁ FUNDAMENTÓW

 fundament – element konstrukcyjny budowli, którego zadaniem jest przekazanie
obciążenia na podłoże gruntowe w taki sposób, by podłoże nie osiadało nadmiernie, a
cały układ „budowla – fundament – podłoże gruntowe” był stateczny,
 rodzaje fundamentów, klasyfikacja ze względu na:
1) sposób przekazywania obciążenia na podłoże gruntowe oraz kształt i konstrukcję
1
A
FUNDAMENTY
BEZPOŚREDNIE
 przekazują
obciążenie
na
podłoże gruntowe wyłącznie
przez
dolną
powierzchnię
(podstawę)
a
ŁAWY FUNDAMENTOWE
B
POŚREDNIE
przekazują obciążenie z budowli
 na niżej zalegające warstwy nośne
 przez
dodatkowe
elementy
 wprowadzone lub uformowane w
 gruncie,
 przekazują
obciążenie
przez
 podstawę i powierzchnię boczną

a
FUNDAMENTY NA PALACH
b
FUNDAMENTY NA STUDNIACH
 pod ścianami
budynków lub
szeregiem
słupów
b
STOPY FUNDAMENTOWE
 pod
słupami
konstrukcji
budynków
szkieletowych
 zapuszczanych
w grunt
(np.
kręgach
studziennych)
c
c
RUSZTY FUNDAMENTOWE
FUNDAMENTY NA KESONACH
 keson – otwarta od dołu skrzynia o
szczelnych ścianach i stropie, do
wnętrza której (zwanej komorą
roboczą)
doprowadza
się
sprężone powietrze
d
PŁYTY FUNDAMENTOWE
e
SKRZYNIE FUNDAMENTOWE
 dwie
płyty
połączone
układem
pionowych
ścian (przepon)
f
FUNDAMENTY MASYWNE
 o dużej sztywności (np. podpory
mostowe)
2) głębokość posadowienia
2
FUNDAMENTY
A
PŁYTKIE
opierają się na warstwie nośnej
występującej
na
nieznacznej
głębokości (4–5 m ppt.),
wykonuje się je w otwartym wykopie,
bez specjalnych umocnień i bez
specjalnych technologii,
zwykle wykonywane jako fundamenty
bezpośrednie
B
GŁĘBOKIE
wykonywane w głębokich wykopach,
często po obniżeniu zwierciadła wody
gruntowej (z użyciem specjalnych
środków technicznych),
zwykle wykonywane jako fundamenty
pośrednie

3) stopień sztywności
3
FUNDAMENTY
A
SZTYWNE
pod
wpływem
obciążenia
przemieszczają się jak ciało sztywne
i nie ulegające odkształceniom,
powodującym
zmianę
rozkładu
oddziaływania podłoża
B
SPRĘŻYSTE (ODKSZTAŁCALNE)
ulegają odkształceniom w trakcie
przekazywania obciążenia
2. PROJEKTOWANIE FUNDAMENTÓW
2.1. FAZY PROJEKTOWANIA
FAZY PROJEKTOWANIA
ZAŁOŻENIA TECHNICZNOEKONOMICZNE (ZTE)
1
2
PROJEKT TECHNICZNY (PT)
 końcowy projekt z rysunkami
a
ZAŁOŻENIA PROJEKTOWE
wybór terenu,
 orientacyjna
obiektu,
charakterystyka
b
PROJEKT WSTĘPNY
 warianty rozwiązań budowli i
fundamentu (wymiary, poziom
posadowienia)
2.2. ELEMENTY PROCESU PROJEKTOWANIA FUNDAMENTÓW
BADANIA PODŁOŻA
1
GRUNTOWEGO
a
In situ
b
Laboratoryjne
Wyniki badań

a
2
Analiza warunków
geotechnicznych
WYMIAROWANIE
GEOTECHNICZNE
Warunki gruntowo-wodne,
przyziemie budowli, poziom
posadowienia
Stopień wykorzystania wyników
badań w projektowaniu
Ocena kompletności dokumentacji
geotechnicznej dla zadania
projektowego
Decyzja o sposobie posadowienia
budowli:
a) bezpośrednie, na naturalnym
podłożu gruntowym,
b) bezpośrednie, na wzmocnionym
podłożu gruntowym,
c) pośrednie,
Stanów granicznych (wg EC7)
b
Metoda obliczeń
c
Sprawdzenie
warunków
obliczeniowych
Stanów granicznych (wg PN-81/B03020)
Nośności konstrukcji i podłoża
Stateczności ogólnej
Użytkowalności (przemieszczeń)

3
WYMIAROWANIE
KONSTRUKCYJNE
a
Materiały
konstrukcyjne
b
Obliczenia
wytrzymałościowe
c
Konstrukcja
fundamentu
Zabezpieczenie przeciw korozji
Wytyczne wykonawcze
2.3. WYMIAROWANIE GEOTECHNICZNE
1
DANE O PODŁOŻU
GRUNTOWYM
a
Ustalenie wartości parametrów geotechnicznych
 metody oznaczania: laboratoryjne i polowe,
 parametr wiodący i zależności korelacyjne

Szczególne wymagania projektowe wynikające z
b
warunków geotechnicznych
 grunty wietrzelinowe, wysadzinowe, pęczniejące,
zapadowe; przemarzanie podłoża: filtracja, ciśnienie
spływowe;
procesy
erozyjne,
osuwiskowe,
technologiczne; tereny górnicze i krasowe

2
WYMAGANIA
TECHNICZNOUŻYTKOWE
a
b
c
d
e
Rodzaj budowli
Procesy geologiczne
Dopuszczalne przemieszczenia
Istniejące fundamenty
Głębokie wykopy

Podłoże
jednorodne
a
Nośności
Podłoże
warstwowe
 Wartości
obliczeniowe
obciążenia
parametrów
3
DOBÓR
FUNDAMENTU
b
Stateczności
 Wartości
obliczeniowe
obciążenia
parametrów
i
c Użytkowalności
 Wartości
obliczeniowe
(charakterystyczne)
obciążenia
i
parametrów


4
Sprawdzenie
warunków
obliczeniowych
wg SG
i
WYTYCZNE
WYKONAWCZE
2.4. DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

 jej zakres uzależniony jest od zadania projektowego
Przemieszczenia
DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA
Programowanie badań geotechnicznych
 zakres badań,
 warunki techniczno-budowlane (wymagania projektanta),
A) DOKUMENTACJA GEOLOGICZNO- 
INŻYNIERSKA










B) TECHNICZNE BADANIA PODŁOŻA
GRUNTOWEGO
a) REALIZACJA
 badania uzupełniające i kontrolne,
 nadzór geotechniczny,
b) EKSPLOATACJA
 badania kontrolne i okresowe,
 przewidywana nadbudowa,
 uszkodzenia lub awarie,
Projektowanie
1
DOKUMENTACJA
GEOTECHNICZNA
DLA PRAC PRZEDPROJEKTOWYCH
szczególne przypadki,
Rozpoznanie terenów
 dla celów planowania
 przestrzennego,
Analiza
materiałów
 źródłowych
(mapy
 geologiczne,
 dokumentacje
 archiwalne, literatura),
Analiza dokumentacji
dla terenów sąsiednich,



2
DOKUMENTACJA
GEOTECHNICZNA
DLA ZAŁOŻEŃ
TECHNICZNOEKONOMICZNYCH
Materiały archiwalne,
Metody
 dokumentowania
 podłoża gruntowego,
Morfologia badań,
Budowa geologiczna,
gruntowoWarunki
 wodne,
Geologiczno inżynierska
budowa
 gruntów,
Wydzielenie
warstw
 geotechnicznych,
Parametry
 geotechniczne,
Szczególne zalecenia
dotyczące:
posadowienia,
realizacji
robót
ziemnych
i
fundamentowych
3
DOKUMENTACJA
GEOTECHNICZNA DLA
PROJEKTU
TECHNICZNEGO
uzasadnione przypadki,
Uzupełnienie dokumentacji
 geotechnicznej
dla
 założeń
technicznoekonomicznych
(zmiany
lub poszerzenie)

OPINIA GEOTECHNICZNA
 Analiza dokumentacji geotechnicznej,
 Wizja lokalna,
 Badania geotechniczne uzupełniające,
 Analiza warunków i wytyczne projektowe posadowienia,
 Wytyczne realizacji robót ziemnych i fundamentowych

PROJEKT FUNDAMENTÓW

 Opis techniczny,
 Obliczenia statyczne i rysunki konstrukcyjne
2.5. DOKUMENTACJA GEOLOGICZNO-INŻYNIERSKA

 zawartość
1)
szkic orientacyjny terenu w skali 1:5000,
warstwicowy plan terenu projektowanych i istniejących budowli (z zaznaczeniem
miejsca badań) w skali 1:1000,
charakterystyka projektowanej konstrukcji,
opis geologiczny terenu,
dzienniki wierceń,
wyniki badań geofizycznych,
opis istniejących budowli,
zestawienie wyników badań laboratoryjnych,
profile analityczne otworów,
przekroje geotechniczne przez punkty badawcze,
orzeczenie obejmujące:
a) uzasadnienie wyboru terenu,
b) wpływ warunków gruntowo-wodnych na roboty i użytkowanie budowli,
c) uwagi dotyczące wyboru konstrukcji oraz sposobu i głębokości jej posadowienia
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
9)
10)
11)

3. PODSTAWY PROJEKTOWANIA GEOTECHNICZNEGO WEDŁUG EUROKODU 7
3.1. KATEGORIE
GRANICZNYCH
GEOTECHNICZNE
I
METODY
SPRAWDZANIA
STANÓW
 projektowanie posadowienia poprzedza klasyfikacja obiektu (lub jego części) do
odpowiedniej kategorii geotechnicznej,
 wyróżnia się 3 kategorie geotechniczne:
Kategoria
geotechniczna
1
Charakterystyka
Rodzaje konstrukcji lub jej
części
Zakres rozpoznania
podłoża
małe
i
względnie
proste
konstrukcje,
gdy ryzyko związane z
ogólną statecznością i
przemieszczeniami
podłoża jest pomijalnie
małe oraz gdy warunki
gruntowe
są
wystarczająco proste
a) 1- lub 2-kondygnacyjne
budynki
mieszkalne
i
gospodarcze,
b)
ściany
oporowe
i
rozparcia wykopów o różnicy
poziomów ≤ 2m,
c) wykopy do głębokości
1,2m
lub
nasypy
do
wysokości 3m (wykonywane
głównie przy budowie dróg
lub układaniu rurociągów),
jakościowe określenie
właściwości podłoża na
podstawie:
a) analizy materiałów
archiwalnych,
b)
uwzględnienia
doświadczeń
porównywalnych,
c) badań terenowych
2
3
typowe
rodzaje
konstrukcji
i
fundamentów
w
prostych i złożonych
warunkach
gruntowych,
wymagające
oceny
ilościowej danych z
badań
geotechnicznych i ich
analizy
bardzo
duże
nietypowe konstrukcje
lub
ich
części
narażone
na
nadzwyczajne ryzyko,
w
nietypowych
i
trudnych warunkach
gruntowych
a) fundamenty bezpośrednie
lub głębokie,
b) ściany oporowe i inne
konstrukcje oporowe,
c) wykopy głębsze niż 1,2m
lub nasypy wyższe niż 3m,
d) przyczółki lub filary
mostowe,
e) kotwy gruntowe lub inne
systemy kotwiące,
a) obiekty posadowione w
skomplikowanych
warunkach gruntowych,
b) obiekty zabytkowe lub
monumentalne,
c)
nietypowe
obiekty
budowlane,
których
wykonanie lub użytkowanie
stwarza
poważne
zagrożenie
dla
użytkowników i środowiska,
jakościowe określenie
wartości
parametrów
geotechnicznych
na
podstawie:
a) analizy materiałów
archiwalnych
i
doświadczeń
porównywalnych,
b)
wyników
badań
polowych
i/lub
laboratoryjnych
z
uwzględnieniem
korelacji bezpośrednich
z badań
jakościowe określenie
wartości
parametrów
geotechnicznych
na
podstawie:
a)analizy
materiałów
archiwalnych
i
doświadczeń
porównywalnych,
b)wyników
badań
polowych,
laboratoryjnych
i
specjalistycznych
z
uwzględnieniem
korelacji bezpośrednich
z badań
 metody sprawdzenia stanów granicznych (pojedyncze lub ich kombinacje) wg EC7
uwzględniające projektowanie na podstawie:
1) obliczeń
2) wymagań przepisów
3) próbnego obciążenia
i badań doświadczalnych
4) obserwacji
podejście klasyczne,
gdy analiza porównywalnych doświadczeń czyni obliczenia
zbędnymi,
dla
uzasadnienia
projektowanego
rozwiązania
lub
uzupełnienia danych (z wykorzystaniem doświadczeń w
postaci próbnego obciążenia, badań modelowych itp.),
gdy prognozowanie zachowanie podłoża jest trudne (korekty
rozwiązania w trakcie budowy obiektu na podstawie
monitoringu)
 w dalszej części → ograniczenie do podejścia klasycznego tj. projektowania na postawie
obliczeń
3.2. PROJEKTOWANIE GEOTECHNICZNE NA PODSTAWIE OBLICZEŃ
 w projektowaniu geotechnicznym uwzględnia się oddziaływania (obciążenia), właściwości
gruntów, graniczne wartości odkształceń, rozwarcia rys i drgań, wymagając doboru
właściwego modelu obliczeniowego, opisującego prawidłowo zachowanie podłoża i
budowli,
 wartości charakterystyczne parametrów geotechnicznych ustala się doświadczalnie w
badaniach laboratoryjnych i polowych,
 wartości obliczeniowe oddziaływań, parametrów geotechnicznych i danych
geometrycznych określa się zgodnie z podanymi poniżej zasadami,
3.2.1. WARTOŚCI OBLICZENIOWE
3.2.1.1. WARTOŚCI OBLICZENIOWE ODDZIAŁYWAŃ

 wartości obliczeniowe oddziaływania Fd określa się albo bezpośrednio,
wyprowadzając je z wartości reprezentatywnych Frep zgodnie z zależnościami
Fd   F  Frep
albo
(3.1)
Frep    Fk
w których: F – współczynnik częściowy do oddziaływania,
 – współczynnik do przekształcania wartości charakterystycznych na wartości
reprezentatywne,
Fk – wartość charakterystyczna oddziaływania,
 współczynniki częściowe F do oddziaływań lub efektów oddziaływań E (dla stanów STR i
GEO) podaje tabela
stałe
zmienne
Zestaw
Symbol
Oddziaływanie
niekorzystne
korzystne
niekorzystne
korzystne
niekorzystne
A1
1,35
1,0
1,5
0
1,0
G
Q
wyjątkowe
A 

 wyróżnia się 2 kombinacje oddziaływań (obciążeń):
Lp.
Kombinacja
A2
1,0
1,0
1,3
0
1,0
Wzór
Opis
n
n
1
1
P    Fi GFi   oi  Fi QFi
(3.2)
oi – współczynnik jednoczesności (wg
1
podstawowa
PN-82/B-2000),
składa się z obciążeń stałych G
– charakterystyczna wartość
Fi
i zmiennych
oddziaływań stałych,
QFi – charakterystyczna wartość
oddziaływań zmiennych,
Fi
–
współczynnik
obciążeń
(odpowiednio stałych lub zmiennych)
n
2
wyjątkowa
n
P    Fi GFi   oi  Fi QFi  A (3.3)
składa się z obciążeń
1
1
stałych, zmiennych i jednego
A
–
wartość
uwzględnianego
wyjątkowego
oddziaływania wyjątkowego

 wartości współczynnika jednoczesności działania obciążeń zmiennych oi:
Lp.
1
2
3
4
Oddziaływanie zmienne
podstawowe
drugie
trzecie
wszystkie pozostałe
Liczba oddziaływań i
1
2
3
4
Współczynnik oi
1,0
0,9
0,8
0,7
3. 2.1.2. WARTOŚCI OBLICZENIOWE PARAMETRÓW GEOTECHNICZNYCH

 wartości obliczeniowe parametrów geotechnicznych Xd wyznacza się z wartości
charakterystycznych ze wzoru
Xd 
Xk
(3.4)
M
w których: M – współczynnik częściowy do parametru geotechnicznego,
Xk – wartość charakterystyczna parametru geotechnicznego,
 współczynniki częściowe M do parametru geotechnicznego podaje tabela
Parametr geotechniczny
Symbol
tangens kąta tarcia wewnętrznego
spójność efektywna
wytrzymałość na ścinanie bez odpływu
wytrzymałość na ściskanie jednoosiowe
ciężar objętościowy
’
c’
cu
qu

Zestaw
M1
1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
M2
1,25
1,25
1,4
1,4
1,0
3.2.1.3. WARTOŚCI OBLICZENIOWE DANYCH GEOMETRYCZNYCH

 współczynniki częściowe oddziaływań F i parametrów geotechnicznych M uwzględniają
niewielkie odchyłki danych geometrycznych i nie wymagają w typowych przypadkach
korekty,
3.2.2. SPRAWDZENIE STANÓW GRANICZNYCH NOŚNOŚCI

 wyróżnia się następujące przypadki stanów granicznych nośności
Lp.
Oznaczenie
1
EQU
2
STR
3
GEO
4
UPL
5
HYD
Typ
Charakterystyka
konstrukcję i podłoże traktuje się jak
ciało sztywne albo wytrzymałość
utrata równowagi
materiałów konstrukcyjnych i gruntu
konstrukcji lub podłoża
jest nieistotna dla zapewnienia
nośności
wewnętrzne zniszczenie wytrzymałość
materiałów
lub nadmierne
konstrukcyjnych jest istotna w
odkształcenie konstrukcji zapewnieniu nośności
wytrzymałość
gruntu
jest
zniszczenie lub nadmierne
decydująca
dla
zapewnienia
odkształcenie podłoża
nośności
utrata stateczności
spowodowana jest ciśnieniem wody
konstrukcji lub podłoża
(wyporem)
lub
innymi
(utrata równowagi
oddziaływaniami pionowymi
pionowej)
hydrauliczne unoszenie
spowodowane
spadkiem
cząstek, erozja
hydraulicznym
wewnętrzna lub przebicie
hydrauliczne
3.2.2.1. SPRAWDZENIE RÓWNOWAGI STATYCZNEJ

 analiza granicznego stanu równowagi statycznej lub ogólnego przemieszczenia
konstrukcji albo podłoża (EQU) wymaga spełnienia warunku
Edst;d  Estb;d  Td
(3.5)
gdzie: Edst;d– wartość obliczeniowa efektu oddziaływań destabilizujących,
Estb;d – wartość obliczeniowa efektu oddziaływań stabilizujących,
Td – wartość oporu na części konstrukcji stykającej się z gruntem,
3.2.2.2. SPRAWDZENIE STANÓW GRANICZNYCH NOŚNOŚCI KONSTRUKCJI I
PODŁOŻA

 analiza stanu granicznego zniszczenia albo nadmiernego odkształcenia elementu
konstrukcyjnego lub części podłoża (STR i GEO) wymaga spełnienia warunku
Ed  Rd
(3.6)
gdzie: Ed– wartość obliczeniowa efektu oddziaływań,
Rd – wartość obliczeniowa oporu przeciw oddziaływaniu,
 przy obliczaniu wartości obliczeniowych oporu Rd stosuje się współczynniki częściowe
albo do parametrów gruntu X albo do oporów R albo do obu tych wielkości zgodnie z
wzorami
Rd  Rd  F Frep ; X k /  M ; ad 
Rd  Rd  F Frep ; X k ; ad /  R
(3.7)
Rd  Rd  F Frep ; X k /  M ; ad /  R
w których: ad– wartość obliczeniowa danych geometrycznych,
R – współczynnik częściowy dla nośności,
 współczynniki częściowe R dla nośności (dotyczące fundamentów bezpośrednich) podaje
tabela
Nośność
Symbol
nośność podłoża
przesunięcie (poślizg)
R;v
 R;h
R1
1,0
1,0
Zestaw
R2
1,4
1,1
R3
1,0
1,0
3.2.2.3. SPRAWDZENIE STANU GRANICZNEGO WYPARCIA

 analiza stanu granicznego wyparcia (UPL) wymaga sprawdzenia, czy wartość
obliczeniowa kombinacji destabilizujących pionowych oddziaływań stałych i zmiennych
Vdst;d jest mniejsza lub równa sumie obliczeniowej wartości stabilizujących pionowych
oddziaływań
stałych
Gstb;d
i
obliczeniowej
wartości
dodatkowego
oporu
przeciwdziałającego wyparciu Rd
Vdst;d  Gstb;d  Rd
(3.8)
3.2.2.4. SPRAWDZENIE OPORU NA DEFORMACJE WYWOŁANE PRZEZ CIŚNIENIE
SPŁYWOWE W GRUNCIE

 analiza stanu granicznego deformacji gruntu wywołanej ciśnieniem spływowym (HYD)
wymaga sprawdzenia w każdym istotnym profilu gruntu, czy:
a) wartość obliczeniowa całkowitego destabilizującego ciśnienia wody w porach udst;d (w
podstawie wydzielonego słupa gruntu) jest mniejsza lub równa całkowitemu
stabilizującemu naprężeniu pionowemu stb;d,
lub
b) wartość obliczeniowa siły ciśnienia spływowego Sdst;d jest mniejsza lub równa ciężarowi
wydzielonego słupa gruntu z uwzględnieniem wyporu G’dst;d
u dst; d   stb; d
(3.9)
S dst; d  G ' stb; d
3.2.2.5. STANY GRANICZNE UŻYTKOWALNOŚCI

 analiza stanów granicznych użytkowalności w podłożu, elemencie konstrukcyjnym lub ich
połączeniu wymaga spełnienia warunku
Ed  Cd
(3.10)
gdzie: Ed– wartość obliczeniowa efektu oddziaływań,
Cd – graniczna wartość efektu oddziaływania,
3.2.3. PODEJŚCIA OBLICZENIOWE

 zgodnie z EC7 każdy kraj powinien wybrać kombinację współczynników częściowych
stosowanych w praktyce obliczeniowej,
 Polski Komitet Normalizacyjny w załączniku krajowym do EC7 przyjął obowiązek
sprawdzania stanów granicznych nośności podłoża GEO według podejść obliczeniowych
opisanych w tabeli:
Lp.
Podejście obliczeniowe
Kombinacja
Stan graniczny
1)
podejście obliczeniowe 3
[A1 lub A2]+M2+R3
stateczność ogólna
2)
podejście obliczeniowe 2
A1+M1+R2
pozostałe stany graniczne

 w podejściu obliczeniowym 2 obliczenia wykonuje się dla wszystkich wartości
charakterystycznych, stosując współczynniki częściowe przy sprawdzaniu warunku nośności
(tj. opór graniczny podłoża wyznacza się ze wzoru 3.7.b, przyjmując wartość współczynnika
obciążeń F = 1,0),
 w podejściu obliczeniowym 3 opór graniczny podłoża wyznacza się ze wzoru 3.7.c
3.3.
PODSTAWY
BEZPOŚREDNICH
PROJEKTOWANIA
GEOTECHNICZNEGO
FUNDAMENTÓW
 uwzględnia się i sprawdza następujące rodzaje stanów granicznych
bezpośrednich (stóp, ław i płyt)
fundamentów
Lp.
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Rodzaj stanu granicznego
wyczerpanie nośności, zniszczenie na skutek przebicia lub wypierania,
utrata stateczności ogólnej,
utrata stateczności ogólnej na skutek przesunięcia (poślizgu),
łączna utrata stateczności podłoża i zniszczenia konstrukcji,
zniszczenie konstrukcji na skutek przemieszczenia fundamentu,
nadmierne osiadanie
nadmierne wypiętrzenie spowodowane pęcznieniem, przemarzaniem lub innymi
7)
przyczynami,
8) niedopuszczalne drgania
 praktyczny zakres geotechnicznych obliczeń projektowych fundamentów bezpośrednich
obejmuje:
A) SPRAWDZENIE STANU GRANICZNEGO NOŚNOŚCI
A1) Nośność podłoża
 stan graniczny nośności (wyczerpanie nośności podłoża) wymaga spełnienia warunku, w
którym wartość obliczeniowa obciążenia pionowego Vd nie przekracza granicznego
oporu podłoża gruntowego Rd
Vd  Rd
(3.11)
 w obliczeniach stosuje się podejście obliczeniowe 2 (uwzględniające kombinację
współczynników A1+M1+R2),
 przypadki:
1) Podłoże jednorodne
 jeden rodzaj gruntu o miąższości > 2B, mierzonej od poziomu posadowienia,
 metody obliczeń:
a) Metoda analityczna
 warianty:

1o) Warunki gruntowe z odpływem wody
2o) Warunki gruntowe bez odpływu wody

b) Metoda półempiryczna
 wykorzystująca wyniki badań polowych (np. presjometrycznych),
2) Podłoże uwarstwione
 zmodyfikowany wariant warstwowany z PN-81/B-03020 (2 rodzaje gruntu w układzie
warstwa mocna na słabej, o miąższości pierwszej warstwy < 2B, mierzonej od poziomu
posadowienia), uwzględniający wzory dla podłoża jednorodnego z EC7,
A2) Nośność podłoża na przesunięcie (poślizg)
 gdy obciążenie nie jest prostopadłe do podstawy fundamentu,
 wymaga spełnienia warunku, w którym wartość obliczeniowa obciążenia poziomego Hd
nie przekracza sumy wartości obliczeniowych oporu przeciw oddziaływaniu i siły
utrzymującej Rp:d (wywołanej przez parcie gruntu na boczną powierzchnię fundamentu)
H d  Rd  R pd:
(3.12)
 w obliczeniach stosuje się podejście obliczeniowe 2 (uwzględniające kombinację
współczynników A1+M1+R2),
A3) Stateczność ogólna
 wymaga sprawdzenia w przypadku posadowienia fundamentu na naturalnym zboczu lub
skarpie (lub ich pobliżu), oraz w pobliżu: wykopu, ściany oporowej, rzeki, kanału, jeziora,
zbiornika, brzegu morza, wyrobisk górniczych lub konstrukcji podziemnych,
B) SPRAWDZENIE STANU GRANICZNEGO UŻYTKOWALNOŚCI
 polega na sprawdzeniu przemieszczeń fundamentów (osiadania i ewentualnie
wypiętrzenia podłoża, z uwzględnieniem wielkości natychmiastowych i długotrwałych),
wymaganym w plastycznych gruntach spoistych,
 stan graniczny użytkowalności wymaga spełnienia warunku, w którym wartość
obliczeniowa efektu oddziaływań Ed nie przekracza granicznej wartości efektu
oddziaływania Cd
Ed  Cd
(3.13)
 w obliczeniach przyjmuje się wartości współczynników częściowych równe 1,0 ,
 wyróżnia się następujące wartości obliczeniowe efektu oddziaływań
Wartość obliczeniowa efektu oddziaływań
Oznaczenie (miara)
1) osiadanie
s
s


l


s


2) różnica osiadań
3) przechylenie
4) strzałka wygięcia
5) wskaźnik wygięcia
6) obrót
7) względny obrót
8) odkształcenie kątowe
9) przemieszczenie poziome
10)amplituda drgań
 Polski Komitet Normalizacyjny w załączniku krajowym do EC7 ograniczył konieczność
sprawdzania do czterech miar osiadania: osiadania s, obrotu , strzałki wygięcia , oraz
przechylenia , (definiując ich graniczne wartości obliczeniowe dla budynków),
 metody obliczania osiadań:
1) Metody sumowania odkształceń podłoża
 warianty:

a) Metoda odkształceń jednoosiowych

(naprężeń, analogu edometrycznego)
b) Metoda odkształceń trójosiowych
(trójwymiarowych, analogu
sprężystego)
2) Uproszczone metody ośrodka sprężystego
 rozwiązania z teorii sprężystości