PROJEKTOWANIE FUNDAMENTÓW OPARTYCH BEZPOŚREDNIO NA
GRUNCIE
Projektowanie fundamentów opartych bezpośrednio na gruncie polega na określeniu:
1.
2.
3.
4.
rodzaju fundamentu,
głębokości posadowienia,
wymiarów fundamentu w planie,
wymiarów pionowych fundamentu oraz ewentualnego zbrojenia.
Zasady doboru głębokości posadowienia
1. Ustalenie głębokości posadowienia obejmuje rozpoznanie następujących czynników:
rozpoznania głębokości występowania różnych warstw geotechnicznych głównie
gruntów nośnych, na których budowla może być bezpiecznie posadowiona,
poziomu występowania wód gruntowych i przewidywane ich zmiany,
występowanie gruntów pęczniejących, zapadowych i wysadzinowych,
projektowany poziom powierzchni terenu w sąsiedztwie fundamentów,
głębokości posadowienia sąsiednich budowli,
głębokości przemarzania gruntów,
przewidywanymi w przyszłości zmianami konstrukcyjnymi, które obejmują głównie
roboty ziemne.
2. Zgodnie z wymaganiami normy posadowienie płytsze niż 0,5 m powinno być specjalnie
uzasadnione.
3. W gruntach wysadzinowych poziom posadowienia powinien być poniżej głębokości
przemarzania. Głębokość przemarzania liczy się od rzędnej projektowanego poziomu terenu
lub posadzki piwnic w budynkach nie ogrzewanych.
4. W przypadku występowania w podłożu gruntów pęczniejących lub warunków sprzyjających
wysychaniu lub zamarzaniu gruntów spoistych, wymagane jest stosowanie odpowiednich
środków zabezpieczających.
Wymiary fundamentu w planie
Wymiary podstawy fundamentu określa się najczęściej drogą prób, a tylko w nielicznych
przypadkach np. przy obciążeniu symetrycznym i podłożu jednorodnym, można obliczyć potrzebną
powierzchnię podstawy fundamentu i przyjąć jej wymiary po jednorodnym przeprowadzeniu
odpowiednich obliczeń.
Wymiary fundamentu w planie, także jego położenie względem elementu budowli
przekazującego nań obciążenie, powinno być takie, aby spełniały warunki dotyczące rozkładu
nacisków jednostkowych w płaszczyźnie kontaktu fundamentu z podłożem, warunki dotyczące
nośności granicznej podłoża oraz jego osiadania.
Założenia i warunki dotyczące rozkładu nacisków jednostkowych
Założenia:
a) grunt nie przenosi naprężeń rozciągających,
b) do obliczeń przyjmuje się liniowy rozkład nacisku jednostkowego w poziomie
posadowienia, przy czym dąży się do tego, aby rozkład ten był równomierny, co zapewnia
najlepszą pracę fundamentu (najbardziej ekonomiczną) w przypadku jednak gdy nie jest to
możliwe, muszą być spełnione dodatkowe warunki,
c) wypadkowa sił od obciążeń stałych oraz zmiennych długotrwałych nie powinna wychodzić
poza rdzeń podstawy fundamentu,
1
d) jeżeli wypadkowa sił od obciążeń stałych i zmiennych działa poza rdzeniem podstawy
fundamentu, wtedy przy uwzględnianiu obciążeń wyjątkowych szczelina teoretycznie
występująca pomiędzy podstawą fundamentu a podłożem powinna mieć zasięg nie większy
B
niż do połowy odległości od osi obojętnej ( c ≤ ),
4
Pionowe wymiary fundamentu
Wysokość stóp i ław fundamentowych, grubość płyt, wysokość rusztów,
(…)
… NOŚNOŚCI GRANICZNEJ I OSIADANIA PODŁOŻA
Na nośność graniczną podłoża mają wpływ jego właściwości fizyczne i mechaniczne (ciężar
objętościowy gruntu, kąt tarcia wewnętrznego, spójność), jak również kształt i powierzchnia
fundamentu oraz poziom jego posadowienia. Natomiast spodziewane osiadania i różnice tych
osiadań zależą również od kształtu i wielkości fundamentu, nacisku przekazywanego przez
fundament na podłoże gruntowe i modułów ściśliwości podłoża.
Obliczenia według I stanu granicznego (nośności podłoża)
Stan graniczny jest to taki stan konstrukcji, w którym niemożliwe jest dalsze jej użytkowanie.
Wyróżniamy trzy rodzaje I stanu granicznego:
• wypieranie podłoża przez fundament lub przez całą budowlę,
• usuwisko albo zsuw fundamentów lub podłoża wraz z budowlą,
• przesunięcie w poziome posadowienia fundamentu lub w głębszych warstwach podłoża.
Podstawowym warunkiem obliczeniowym przy sprawdzaniu I stanu granicznego jest:
Qr ≤ m ⋅ Qf ,
gdzie:
Qr – wartość obliczeniowa działającego obciążenia na podstawę fundamentu,
Qf – obliczeniowy opór graniczny podłoża gruntowego przeciwdziałający obciążeniu Qr,
m – współczynnik korekcyjny, który przyjmuje się w granicach 0,7÷0,9 zależnie od metody
obliczania Qf…
… poziomu posadowienia do
głębokości równej B, t/m3,
c(r) – obliczeniowa wartość oporu spójności
gruntu
zalegającego
bezpośrednio
poniżej poziomu posadowienia, kPa,
(r)
φ
– obliczeniowa wartość kąta tarcia
wewnętrznego gruntu zalegającego
bezpośrednio
poniżej
poziomu
posadowienia,
NC, ND, NB – współczynniki nośności wyznaczone
zależnie od wartości φ(r),
g –
przyśpieszenie ziemskie,
(można
przyjmować g = 10 m/s2).
Fundament obciążony siłą pionową mimośrodową, działającą pod pewnym kątem do pionu
Warunek I stanu granicznego będzie miał postać:
N r ≤ m ⋅ QfNB oraz Nr ≤ m ⋅ QfNL ,
gdzie:
Nr – obliczeniowa wartość pionowej składowej obciążenia, kN,
QfNB – pionowa składowa obliczeniowego oporu granicznego podłoża gruntowego przy
rozpatrywaniu wypierania w kierunku równoległym do boku B, kN,
QfNL – pionowa…
….
Jeżeli budowla posadowiona jest na gruntach sypkich lub spoistych o konsystencji
plastycznej i miękkoplastycznej możliwość obrotu sprawdza się dla siły wypadkowej W,
która została zastąpiona układem sił ustala się stan równowagi. Określenie wielkości i
kierunku działania wypadkowej W przeprowadza się metodą wykreślną (rys. 5).
8
Rys. 7. Sprawdzenie możliwości obrotu fundamentu posadowionego
na gruncie sypkim…
… obrót gruntu
zalegającego powyżej krzywej poślizgu, składowa normalna N wpływa na wielkość oporu tarcia
występującego na powierzchni poślizgu.
Obliczeniowe wartości momentów określa się ze wzorów:
r
Mu = T r R = (W r cos αtgφ ( r ) + c ( r ) A)R
r
M o = W r e = W r R sin α
gdzie:
A = l ⋅ 1 - powierzchnia poślizgu,
l – długość łuku powierzchni poślizgu,
c(r) – obliczeniowa wartość spójności gruntu,
φ(r…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)