Kozminska -Projekt palowania

ZAWARTOŚĆ OPRACOWANIA
1. Podstawa projektu ........................................................
2. Przedmiot projektu .....................................................
3. Wykorzystane materiały ……………………………
4. Ogólny opis budynku ………………………………
5. Warunki geotechniczne posadowienia budynku ……
6. Stan aktualny budynku ……………………………
7. ObciąŜenia podłoŜa od budynku …………………
7.1 Zestawienie obciąŜeń na 1 m podłoŜa …………
7.1.1 ObciąŜenia od stropodachu …………………
7.1.2 ObciąŜenia od ścian …………………………
7.1.3 ObciąŜenia od stropów ………………………
7.1.4 Sumowanie obciąŜeń ………………………
8. Obliczenia wymaganej nośności i rozstaw mikropali …
9. Opis przyjętej metody wzmocnienia fundamentów …
10. Likwidacja spękań ścian budynku …………………
Rysunki:
Rys 1. Podbicie ścian mikropalami -plan rozmieszczenia mikropali
Rys 2. Przekrój przez mikropala
Załączniki:
Zał. 1. Kopia uprawnień budowlanych projektanta
Zał. 2. Kopia zaświadczenia o przynaleŜności do Izby Budowlanej
Zał. 3. Informacje do planu BIOZ
1
2
2
2
2
3
3
3
3
3
4
4
4
5
6
7
1.
Podstawa projektu
Podstawą formalno-prawną projektu jest umowa nr NG-02765/P/2009 z dn.
30.07.2009 zawarta ze Specjalnym Ośrodkiem Szkolno – Wychowawczym dla
Dzieci Słabowidzących nr 8 im. Dr Zofii Galewskiej, 00-448 Warszawa, ul.
Koźmińska 7.
2.
Przedmiot projektu
Przedmiotem projektu jest wzmocnienie zagroŜonego fragmentu budynku w
obrębie klatki schodowej.
3.
Wykorzystane materiały
3.1 Ekspertyza Techniczna budynku szkoły przy ul. Koźmińskiej 7 w Warszawie
w związku z osiadaniem fragmentu budynku i pęknięciami ścian. I T B kwiecień 2005.
3.2 Monitoring
przemieszczeń
pionowych.
Budynek
Ośrodka
Szkolno
–
Wychowawczego przy ul. Koźmińskiej 7 w Warszawie.
Warszawskie Przedsiębiorstwo Geodezyjne S.A. – kwiecień 2009.
3.3 Wykonanie badań podłoŜa gruntowego w obrębie zagroŜonego naroŜnika
klatki schodowej budynku przy ul. Koźmińskiej 7.
Opracowanie I T B z czerwca 2009.
3.4 Wizja lokalna i inwentaryzacja spękań murów budynku.
4. Ogólny opis budynku
Rozpatrywana część budynku szkoły ma 2 kondygnacje nadziemne. Nie jest
podpiwniczona. Wymiary części zasadniczej wynoszą 76 x 8 m, a
prostopadłego skrzydła 23 x 11,70 m. Budynek ma konstrukcję mieszaną ze
słupami Ŝelbetowymi i ścianami murowanymi, układ nośny poprzeczny, stropy
gęstoŜebrowe. Ławy i ściany fundamentowe są betonowe. WzdłuŜ ścian
budynku pod posadzką parteru usytuowane są wymurowane kanały
instalacyjne. Wymiary kanałów (szerokość x wysokość); 100 x 130 cm, a w
rejonie klatki schodowej mniejsze 80 x 80 i 80 x 65 cm.
2
5. Warunki geotechniczne posadowienia budynku
W podłoŜu pod zagroŜoną częścią budynku stwierdzono niekorzystne warunki
gruntowe potwierdzone badaniami polowymi wykonanymi przez ITB w czerwcu 2009
r. W profilach wykonanych sondowań gruntu przy fundamentach budynku występuje
warstwa nasypu o miąŜszości 1,80 m. Nasyp jest średnio zagęszczony. W profilu
sondy zlokalizowanej przy klatce schodowej występuje 0,80 m warstwa gruntu słabo
zagęszczonego. W nasypie znajduje się takŜe warstwa gruntu organicznego o
miąŜszości około 0,2 m. Pod nasypami na głębokości 3,10 m występują warstwy
nośne gruntów składające się z piasków o dobrych parametrach
wytrzymałościowych.
6. Stan aktualny budynku
W południowym skrzydle budynku, w rejonie klatki schodowej, wystąpiły spękania
ścian. W 2005 roku stwierdzono występowanie rys poziomych i ukośnych. W
odkrywce fundamentowej znaleziono szczelinę pomiędzy ławą a murem
fundamentowym, świadczącą o nierównomiernym osiadaniu fundamentów. Pod
posadzkami kanału instalacyjnego odkryto pustki powstałe w wyniku wycieków wody
z rur kanalizacyjnych i instalacji C.O.
7. ObciąŜenie podłoŜa od budynku.
7.1 Zestawienie obciąŜeń na 1 m podłoŜa.
7.1.1 ObciąŜenie od stropodachu.
OPIS OBCIĄśENIA
- pokrycie dachu – 2 x papa
- płyta betonowa na belkach Ŝelbetowych
- ocieplenie gruzobetonem
- strop Ackerman
tynk
Razem stropodach
ObciąŜenie śniegiem wg PN-80/B-02010
2 strefa Qk =
- śnieg dla a=2 C1=0,80
Razem stałe i zmienne
Obc.
Współ.
char
obc..
kN/m2
γ
0,10
1,20
2,5
1,20
1,80
1,20
2,95
1,20
0,36
1,30
7,71
1,205
Obc.
obl.
kN/m2
0,12
3,00
2,16
3,54
0,47
9,29
0,9 kN/m2
0,72
1,40
1,01
8,43
3
10,30
7.1.2 ObciąŜenia stałe od ścian.
1. Ściana z cegły 38 cnm- cięŜar własny (wysokość 9,10
m)
2. tynk
3. ściana betonowa gr. 0,55 m x 24=13,2 (wysokość 1,85
m)
4. fundament o,80 x 0,32 x 24=6,14 kN/m
7.1.3 ObciąŜenia od stropów.
1. strop Ackermana
2. tynk
3. podłoga
4. obciąŜenie uŜytkowe stropów
razem
Obc.
Współ.
char.
obc.
kN/m2
γ
1,20
6,84
Obc.
obl.
kN/m2
8,21
0,57
13,2
1,30
1,20
0,74
15,84
6,14
1,20
7,34
Obc.
Współ.
char.
obc.
kN/m2
γ
2,95
1,20
0,36
1,30
0,50
1,3
2,00
1,30
5,81
Obc.
obl.
kN/m2
3,54
0,47
0,65
2,60
7,26
Obc.
Współ.
char.
obc.
2
kN/m
γ
21,07
29,05
67,43
25,47
6,14
149,16
Obc.
obl..
kN/m2
25,75
36,30
81,44
30,36
7,34
181,19
7.1.4 Sumowanie obciąŜeń.
- ObciąŜenia stałe i zmienne z rozpiętości 5/2 m=2,50 m
1. STROPODACH 8,43 x 2,50 i 10,30 x 2,50
2. 2 stropy + 2 obciąŜenia zmienne 2 x 5,81 x 2,5
3. ściana +tynk o wysokości 9,10 m
4, ściana betonowa o wys. 1,85 m
5. ława fundametowa
Razem ściana zewnętrzna
4
- Ściana wewnętrzna przy klatce schodowej
ObciąŜenia stałe i zmienne z rozpiętości 2,5/2 +2,6/2= około 2,50 m. Jeden bieg
częściowo obciąŜa ścianę. ObciąŜenie jest mniejsze dla ściany zewnętrznej.
Obliczenia nie przeprowadzono.
- Ściana zewnętrzna prostopadła do powyŜszych
Przyjęto 50 % obciąŜenie stropami – obciąŜenie biegiem
schodowym
1. STROPODACH 8,43 x 2,50 i 10,30 x 2,50
%
2. 2 stropy + 2 obciąŜenia zmienne 2 x 5,81 x 2,5
%
3. ściana +tynk o wysokości 9,10 m
4, ściana betonowa o wys. 1,85 m
5. ława fundametowa
Razem ściana zewnętrzna
Obc.
char.
Współ.
obc.
Obc.
obl.
50
kN/m2
10,5
kN/m2
12,87
50
14,52
18,15
67,43
25,47
6,14
124,06
81,44
30,36
7,34
150,16
γ
8. Obliczenia wymaganej nośności i rozstaw mikropali.
Zestawienie obciąŜeń na poszczególne ściany nośne budynku:
- ściana wewnętrzna 180 kN/m
- ściana zewnętrzna zachodnia 150 kN/m
- ściana zewnętrzna północna (przy schodach) 150 kN/m
W celu wzmocnienia konstrukcji zagroŜonego fragmentu budynku przyjęto
metodę podparcia fundamentów za pomocą mikropali wciskanych z elementów
prefabrykowanych o średnicy ø 140 mm według schematu jak na rysunku nr 2.
Projektuje się mikropale o nośności wynoszącej 200 kN w ilości 19 sztuk.
Rozmieszczenie projektowanych mikropali przedstawia rysunek nr 1. Rozstaw
mikropali będzie wynosił:
- dla ścian zewnętrznych - co 1,30 m
5
- dla ścian wewnętrznych - co 1,10 m
Sprawdzenie nośności zewnętrznej mikropala wciskanego
Dane:
ObciąŜenie obliczeniowe Qr [kN]
Średnica nominalna mikropala D [mm]
Opór jednostkowy gruntu ts [kPa]
Współczynnik obliczeniowy do średnicy (po iniekcji)
Długość części nośnej mikropala L [m]
Współczynnik korekcyjny m=0,80 ze względu na wciskanie
Obliczenia:
Obliczeniowa średnica mikropala Ds [mm]
Nośność pobocznicy Ns=P*Ds*L*ts [kN]
Nośność podstawy [kN] Np=0,15*Ns
Nośność całkowita [kN] N=Ns+Np
Nośność obliczeniowa N*m [kN]
Warunek stanu granicznego nośności N*m/Qr > 1
wynikowy współcz. bezp.
Sprawdzenie nośności wewnętrznej mikropala alternatywnego -wierconego
iniektowanego
System Titan; 40/20, A=7,26 cm2,
Wytrzymałość obliczeniowa stali fd [MPa]
Minimalna nośność przekroju [kN]
Uwaga: wg kat.Tytan nośność oblicz.=300 kN.
7,62
215
163,83
kN >
100
kN
9. Opis przyjętej metody wzmocnienia fragmentu budynku.
Przyjęta metoda podparcia fundamentów zagroŜonego fragmentu budynku polega na
wciskaniu prefabrykowanych elementów mikropali średnicy ø 140 mm o długości 50
cm. Prefabrykat mikropala stanowi stalowy płaszcz rury grubościennej z zamkami na
6
jej końcówkach. Po wciśnięciu segmentów mikropala na głębokość projektowaną i
uzyskaniu projektowanej nośności, wnętrze mikropala zabetonowuje się mieszanką
betonową klasy B25.
Wykonanie podbicia fundamentów za pomocą mikropali wymagać będzie:
- rozbiórki posadzek i opasek,
- odkopanie murów fundamentowych do wierzchu ław fundamentowych od
wewnątrz i na zewnątrz budynku,
- wycięcia w murach fundamentowych nisz montaŜowych o wysokości 1,20 m,
szerokości 0,3 m i głębokości 0,3 m,
- wykonania otworów rdzeniowych ø162 mm w ławach fundamentowych,
- wciśnięcie elementów mikropali do projektowanej nośności wraz z zamontowaniem
rurek do iniekcji pobocznicy mikropala,
- zabetonowanie wnętrzy mikropali i nisz montaŜowych,
- wykonania iniekcji ciśnieniowej pobocznicy mikropali,
10. Likwidacja spękań ścian budynku.
Naprawę istniejących spękań ścian budynku przewiduje się wykonać za pomocą
ciśnieniowej iniekcji wypełniającej spękania.
Iniekcję spękań ścian fundamentowych i ścian parteru naleŜy wykonać przed
przystąpieniem do wykonywania mikropali wciskanych. Ma ona na celu wypełnienie
pustych przestrzeni w miejscach spękań i zespolenie rozdzielonych fragmentów
ścian. PoniewaŜ rozwartość większości spękań przekracza 0,5 mm, spękania te
moŜna wypełnić iniektem cementowym z dodatkiem uplastyczniającym np. MCEinpresshilfe (EH). Rysy o szerokości poniŜej 0,5 mm zamaskowane zostaną podczas
remontu polegającego na malowaniu ścian lub planowanym ociepleniu elewacji
budynku.
Iniekcja spękań polegać będzie na wtłaczaniu zmodyfikowanego zaczynu
cementowego za pomocą rurek iniekcyjnych osadzonych bezpośrednio w spękaniach
7
lub otworach łączących spękania. Rurki iniekcyjne montuje się w odległości od siebie
co około 20 cm. Spękania przechodzące przez całą grubość muru (na przelot)
powinny być zamknięte obustronnie przed wykonaniem iniekcji. Przy grubości
murów powyŜej 40 cm, rurki iniekcyjne montuje się w spękaniach po obu stronach
muru.
Cykl iniekcyjny składa się z:
- odsłonięcia spękań i oczyszczenia szczelin z luŜnych cząstek muru przy pomocy
spręŜonego powietrza,
- montaŜu rurek iniekcyjnych w spękaniach murów i zaklejenie spękań zaprawą z obu
stron ściany,
- zwilŜenie spękań wodą pod ciśnieniem,
- wtłaczanie przygotowanego iniektu przez rurki iniekcyjne pod ciśnieniem 0,5÷0,6
MPa,
- kontroli nieprzewidzianych wycieków iniektu przez nieszczelności z obydwu stron
muru,
Wtłaczanie iniektu do spękań rozpoczyna się od najniŜej połoŜonego punktu
zamontowanej rurki iniekcyjnej i kolejno podąŜa do góry. Po wypłynięciu iniektu
przez rurkę znajdującą się nad rurką iniektowaną, podawanie iniektu zatrzymuje się a
rurkę przez którą tłoczono iniekt zatyka się. Następnie tłoczenie iniektu rozpoczyna
się do rurki przez którą wypłynął wcześniej iniekt i kontynuuje do momentu
pokazania się iniektu w kolejnej rurce lub do chwili ciśnieniowego wypełnienia danej
rurki.
W trakcie inwentaryzacji spękań ścian dokonano przybliŜonego obmiaru ich
długości:
- spękania na murach fundamentowych zewnętrznych, widoczne od strony
podziemnego kanału instalacyjnego – 17 m,
- pęknięcie na stropie przykrywającym kanał instalacyjny znajdujący się pod klatką
schodową - 3 m,
8
- szczelina na styku ławy fundamentowej z murem fund. - 2 m,
- spękania na ścianach wewnętrznych klatki schodowej i ściany wewnętrznej klasy
szkolnej na poziomie parteru – 20 m,
- spękania na ścianach zewnętrznych klatki schodowej na parterze budynku - 9 m,
Łączna długość spękań wynosi 51 m.
9