Upload
gyuszi-boros
View
293
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 1/21
TEMA 5 PROIECT FUNDAŢII
Sa se dimensioneze fundatia indirecta a unei infrastructuri de pod. Se dau urmatoarele date:
stratificatia terenului conform fisei forajului din figura 1 (se precizeaza caracteristicile fizico - mecanice ale
terenului de fundare - stratelor - determinate prin încercari de laborator),
tipul pilotilor utilizati - piloti forati (piloti flotanti - de dislocuire) de diametru mare, Benotto, d=1.!m, " cap =
1#$m (momentul capabil al sectiunii de beton a pilotului), piloti încastrati în radier,
înaltimea radierului 1.%m& cota fundare radier -'.1m fata de cota terenului natural,
actiunile de calcul în planul talpii radierului:
⇒ N f = 11050 kN,
⇒ H f = 1050 kN,
⇒ M f = 2050 kNm.
roiectul cuprinde:
I. PIESE SCRISE:
1. alculul capacitatii portante a pilotului flotant izolat la forte a*iale,
'. alculul capacitatii portante a pilotului flotant izolat la forte orizontale,
+. eterminarea numarului de piloti necesari fundarii indirecte a infrastructurii de pod,
. alculul capacitatii portante a pilotului în grup,
%. eterminarea eforturilor sectionale la încastrarea în radier pentru fiecare pilot si erificarea acestora,
/. alculul tasarii grupului de piloti folosind metoda tasarilor stratelor elementare (calculul la deformatii alfundatiilor pe pilo 010e'1j %%&i).
. 2rmarea radierului.
II. PIESE DESENATE:
3edere în plan si sectiune transersala pentru fundatia pe piloti forati de diametru mare. 2rmare radier si detalii de
armare pentru zona de legatura între radier si piloti.
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 2/21
4igura 1
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 3/21
REZOLVARE
Stabilirea valorii lungimii conventionale de încastrare l 0 - ad5ncimea de încastrare a pilotilor în stratul portant este l = f(tipul pam5ntului, diametrul pilotului)& onform tabelului 1 si tin5ndcont de datele din fisa forajului (stratul % este stratul de încastrare conform fisei forajului) se
determina .
Tabelul 1
Denumirea pamânuluil0
$isipuri af5nate si pam5nturi coezie a5nd 6 7 .% d
$isipuri de îndesare medie si pam5nturi coezie a5nd .% 7 6 7 .% +d
$isipuri si pietrisuri îndesate, pam5nturi coezie a5nd .% 7 6 7 1. 'd
am5nturi coezie tari a5nd 6 = 1 1.%d
stimarea ca!acitatii !ortante a !ilotilor solicitati a"ial !iloti flotanti e"ecutati !e loc
onform S82S '%/19+-0 n fazele preliminare de proiectare, capacitatea portant a pilo ilor pentru toate tipurile de construc ii se poate determina cu ajutorul urmatoarei formule empirice de calcul:
(1)
n care:
⇒ # este un coeficient egal cu .,
⇒ m+ si m sunt coeficienti ai conditiilor de lucru dati în tabelele ' si + în functie de
tipul pam5ntului, tenologia de betonare si de e*ecutie a pilotului& se determina m+
= 1. si respecti m = 1.,
Tabelul !
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 4/21
#e$nologia de betonare a !ilotului %ategoria ! m ntului de la ba&a !ilotului
coe&iv necoe&iv
m'
Betonare n uscat 1. 1.
Betonare sub ap :
- cu injec ie la baz
- f r injec ie la baz
.0
.!
1.
.0
Betonare sub noroi:
- cu injec ie la baz
- f r injec ie la baz
.!
./
.0
.!
Tabelul "
Te#n$l$%ia &e e'e(u ie a pil$ului%ategoria ! m ntului de la ba&a !ilotului
coe&iv necoe&iv
m(
ilot cu mantaua introdus prin batere i betonul compactat prin batere
1. 1.
ilot cu mantaua introdus prin ibrare i betonul compactat prin ibrare( n e*tragereacoloanei)
. ./
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 5/21
ilot forat n uscat i netubat ./ .
ilot forat sub noroi .% ./
ilot forat cu tubaj recuperabil ./ .
ilot forat cu tubaj nerecuperabil ./ .!
⇒ 2 este aria sectiunii transersale a pilotilor& ,
⇒ ; este perimetrul sectiunii transersale a pilotilor: ,
⇒ < n este rezistenta normata a pam5mtului sub nielul 5rfului pilotului& BS>32?6>:
< n se mai noteaza si cu p în normatiele rom5nesti în igoare& pentru cazul analizat(piloti de dislocuire care reazema cu baza pe straturi necoezie) < n se calculeaza cu
relatia: unde:
α este un coeficient ce depinde de aloarea gradului de îndesare 6 al pam5ntului de la
baza pilotului, coeficient dat în tabelul & α = .,
γ este aloarea de calcul a greutatii olumice a pam5ntului de sub baza pilotului în
#$9m+, ,
d b este diametrul pilotului la nielul bazei, în m& d b = 1.!m,
γ 1 este aloarea medie ponderata prin grosimile straturilor, a alorilor de calcul ale
greutatilor olumice ale straturilor strabatute de pilot, în #$9m+&
&
,
c este fisa de calcul a pilotului, în m, care se stabileste astfel:
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 6/21
aca ≥ βd b se considera c = βd b,
aca 7 βd b se considera c = , unde este fisa reala a pilotului (ad5ncimea la
care se gaseste baza pilotului, masurata de la nielul terenului natural sau - pentruinfrastructura podurilor - de la nielul fundului albiei tin5nd seama de ad5ncimea
de afuiere), în m, iar β este un coeficient functie de gradul de îndesare al pam5ntului de la baza pilotului (tabelul )& în cazul analizat β = 1%, = 1%.%m, d b
= 1.!m, βd b = 1/.'m deci c = 1/.'m,
OBSERVAŢIE: Cand deau!ra "ra"ului de !a#$n" %n care !a"runde baza !il&"ului e afla un
"ra" de u#!lu"ura recen"a' nec&#!ac"a"a au de !a#$n" c&ezi( !la"ic #&ale au !la"iccur)a"&r' au un "ra" de "urba' dre!" fia D e c&nidera d&ar ad$nci#ea !e care !a"runde
!il&"ul %n "ra"ul !&r"an" iar la e*!reia lui Rn e adau)a "er#enul ) +, %n care ) + e"e (al&area
de calcul a )reu"a"ii (&lu#ice a "ra"ului lab' %n N#/ iar , e"e )r&i#ea "ra"ului lab %n #'
$γ si $@ sunt factori de capacitate portanta, dati în tabelul %, în functie de aloarea de
calcul a ungiului de frecare interioara φA al stratului de la baza pilotului& alorile
acestor factori sunt date în tabelul /& $γ = '0.% si $@ = %.%& în baza datelor obtinute
se determina:
Tabelul )
Val$area %ra&ului &e *n&e+areID
..++ .% 1
.+.// . 1%
./1. .+ '
Tabelul 5
φ, -°.'/° '!° +° +'° +° +/° +!° °
$γ 0.% 1'./ 1.+ '. +./ !./ 1.+ 1!.
$@ 1!./ '.! +'.! %.% /. !./ 1'. 1!%.
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 7/21
⇒ reprezinta capacitatea portanta preluata prin frecare pe manta,
unde:
f 6 reprezinta rezistenta conentionala pe suprafata laterala a pilotului pentru stratul decalcul i în #a& alorile pentru rezistenta conentionala sunt date în tabelul /,
l6 reprezinta lungimea pilotului în contact cu stratul 6, în m,
entru cazul analizat ,
a urmare capacitatea portanta la forte a*ile are aloarea:
Tabelul /
)d ncimea
medie a stratului
* m nturi necoe&ive * m nturi coe&ive cu + %
mari imedii
fine pr foase
≥.! . ./ .% . .+
(m) f i (#a)
1 +% '+ 1% +% '+ 1% 1' % '
' ' + ' ' + ' 1 +
+ ! +% '% ! +% '% ' !
%+ +! ' %+ +! ' '' 0 %
% %/ '0 %/ '0 ' 1 /
/ + +' / + +' '% 11
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 8/21
1 /% / + /% / + '/ 1' !
1% ' %1 +! ' %1 +! '! 1 1
' 0 %/ 1 0 %/ 1 + 1/ 1'
'% !/ /1 !/ /1 +' 1! -
+ 0+ // 0+ // + ' -
+% 1 % 1 1 % +/ '' -
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 9/21
OBSERVAŢII :
3alorile f se adopt , pentru ad ncimile medii, corespunz toare distan ei de la mijlocul stratului i p n la suprafa a terenului& ad5ncimea de înfigere se
masoara de la nielul terenului natural p5na la 5rful pilotului c5nd umplutura saudecaparile nu depasesc +m& c5nd umpluturile sau decaparile sunt mai mari de +mad5ncimea de înfigere se masoara de la un niel superior respecti inferior cu +mnielului terenului natural (figura ')& în cazul unor straturi cu grosimi mai mari de 'm, determinarea alorilor f se face prin mp r irea n orizonturi de ma*im ' m,
entru alori intermediare ale ad ncimilor sau consisten ei alorile f se ob in prin interpolare liniar ,
ac n limitele lungimii pilotului e*ist o intercala ie de p m nt puternic
compresibil, de consisten redus (turb , m l, n mol etc.) de cel pu in + cm grosime, iar suprafa a terenului urmeaz a fi nc rcat ( n urma sistematiz rii sau din alte cauze) alorile f pentru stratul puternic compresibil i pentru cele de deasupra lui se determin astfel:
c nd u!ra nc rcarea e"e ! n la /0Pa' !en"ru "&a"e "ra"urile i"ua"e ! n la li#i"a inferi&ar a "ra"ului !u"ernic c&#!reibil 1inclui( u#!lu"urile2 e ia f 3 04
c nd u!ra nc rcarea e"e cu!rin n"re /0 i 50Pa' !en"ru "ra"urile i"ua"e deau!ra "ra"ului f&ar"e c&#!reibil1inclui( u#!lu"urile2 e ia f din "abel
#ul"i!lica" cu 0.6 i cu e#n ne)a"i(' iar !en"ru "ra"ul !u"ernic c&#!reibil f 3 -7Pa4
c nd u!ra nc rcarea e"e #ai #are de 50 Pa' !en"ru "ra"urile i"ua"e deau!ra "ra"ului f&ar"e c&#!reibil e ia f din "abel cu e#n ne)a"i(' iar !en"ru
"ra"ul !u"ernic c&#!reibil e ia f 3 -7 Pa4
ac pilotul str bate umpluturi recente, straturi argiloase n curs de consolidare sau straturi macroporice sensibile la umezire, cu grosimi mai mari de % m, alorile f se iau din tabel cu semn negati.
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 10/21
4igura '
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 11/21
Cal(ulul (apa(i ii p$rane a unui pil$ +$li(ia la Cn( r( ri $ri0$nale
apacitatea portant la nc rc ri orizontale a pilo ilor erticali n radiere joase se poate stabiliD n mod apro*imati, cu ajutorul alorii lungimii conenn ionale de ncastrare l, m surat ncep nd de la talpa radierului (figura '), aloarea dat n tabelul 1 n
func ie de categoria p m ntului de sub radier i de diametrul pilotului, cunosc ndu-se momentul ncooietor capabil (" cap) al sec iunii pilotului. Eungimea conen ional de
ncastrare l reprezint lungimea unei console la care momentul ncooietor de ncastrare sub nc rcare orizontal este acela i cu momentul ma*im care se dezolt n pilot.
4or a critic orizontal < cr or a unui pilot ertical cu radier jos se determin cu rela iile:
- n cazul pilotului considerat ncastrat n radier:
(')
n cazul funda iilor pe pilo i supu i la solicit ri a*iale de smulgere sau la for e orizontale mari care impun preluarea acestora prin pilo i considera i ncastra i n radier, pilo ii trebuie s p trund n radier cu capetele intacte pe o lungime de 1% cm, iar arm turile longitudinale ale pilo ilor trebuie s se nglobeze n radier pe o lungime determinat prin calcul, dar nu mai pu in de de ori diametrul barelor cu sec iune constant sau de ' de ori diametrul barelor cu profil periodic.
- n cazul pilotului considerat articulat n radier:
(+)
n cazul funda iilor pe pilo i supu i la solicit ri a*iale de compresiune i la for e orizontale reduse, care pot fi preluate de pilo ii considera i articula i n radier, pilo ii trebuie s p trund n radier cu capetele intacte pe o lungime de % cm, iar arm turile longitudinale ale pilo ilor s se nglobeze n radier pe minimum '% cm.
entru cazul analizat
apacitatea portant la nc rc ri orizontale a pilotului ertical se determin cu rela ia:
(#$)()
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 12/21
n care # = m = ..
OBSERVAŢII:
1. <ela iile ', + i pot fi utilizate n cazul c nd fi a pilotului F%l ,
'. n cazul unei stratifica ii neomogene, l se stabile te ca medie ponderat (prin grosimile straturilor) ale alorilor corespunz toare straturilor nt lnite pe o ad ncime egal cu 1.%lA , n care lA reprezint aloareacorespunz toare stratului de la suprafa .
entru cazul analizat
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 13/21
%a!acitatea !ortant a unui !ilot solicitat la com!resiune, care lucrea& n gru!
()
n care
⇒ <-capacitatea portant a pilotului izolat, n #$,
⇒ mu este un coeficient al condi iilor de lucru al pilo ilor n grup (coeficient de
utilizare) care pentru pilo i purt tori pe rf i n cazul funda iilor cu radier ngropat i pilo i fora i este egal cu 1.& la funda ii cu radier nalt
i pilo i flotan i, m u se stabile te conform tabelului , e*cept nd cazul pilo ilor de ndesare a nd fi a integral cuprins n p m nturi necoezie, pentru care mu=1.
Tabelul
r9r ≥' 1.! 1./ 1. 1.' 1. .!
mu 1. .0% .0 .!% .! . ./
unde:
⇒ r este distan a minim ntre fe ele al turate(lumina) ale pilo ilor necina i (figura +), în metri,
⇒ r este raza de influen a pilotului izolat, n planul rfului, n metri:
⇒ li este grosimea stratului i prin care trece pilotul, n metri:
⇒ φi este aloarea de calcul a ungiului de frecare interioar al stratului i.
OBSERVAŢII:
1. 3alorile subunitare din tabelul pot fi sporite p n la ma*imum m u = 1, n cazuln care tasarea probabil calculat a funda iei r m ne n limitele
admisibile pentru construc ia respecti ,
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 14/21
'. n straturile n care se consider frecarea negati pe suprafa a lateral a
pilotului se ia ε = .
4igura +
Cal(ulul (apa(i ii p$rane a unui pil$ +$li(ia la +mul%ere
onform S82S '%/19+-0 n fazele preliminare de proiectare, capacitatea portant a pilo ilor pentru toate tipurile de construc ii se poate determina cu ajutorul unor formule empirice de calcul. Ea construc iile obi nuite ( ncadrate conform 119-% n clasele de importan 66, 63 i 3) se admite ca i n faza final de proiectare determinarea capacit ii portante a unui pilot solicitat la smulgere s se fac cu ajutorul formulei:
(+)
n care
⇒ ' 8' l i c&nf&r# f&r#ulei de de"er#inafre a ca!aci"a"ii !&r"an"e la f&r"e a*iale'
⇒ f i-c&nf&r# "abelului 9' care n "&a"e i"ua iile e ia cu (al&are !&zi"i( '
⇒ # e"e un c&eficien" al c&ndi iil&r de lucru e)al cu # + 1"abelul 52 !en"ru !il& i !refabrica i' re!ec"i( e)al cu # 6 !en"ru !il& i e*ecu"a i !e l&c.
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 15/21
Tabelul 2
"odul de e*ecu ie a pilotului m'
ilo i b tu i 1.
ilo i introdu i cu subsp lare la p m nturi nisipoase, cu condi ia baterii pe ultimul metru f r subsp lare
./
ilo i introdu i prin ibrare, n p m nturi:
a) a) nisipoase saturate, de ndesare medie:
mijlocii i mari
fine
pr foase
1.
1.
1.
b) argiloase cu indicele de consisten .%76 c≤1
prafuri nisipoase
argile nisipoase sau pr foase
argile
.0
.0
.0
c) argiloase cu indicele de consisten 6 cF1 1
Al( uirea %rupei &e pil$ i
eterminarea num rului de pilo i
, dar nu mai pu in de piloti. $ f reprezinta actiuneaerticala de calcul iar < g reprezinta capacitatea portanta a unui pilot solicitat la compresiune, pilot care lucreaza în grup.
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 16/21
$umarul de piloti ales trebuie sa fie acoperitor si din punct de edere al actiunii de calcul
orizontale Gf în sensul ca trebuie îndeplinita conditia .
A+e0area pil$il$r +ub ra&ier -elemene ($n+ru(i3e.
istanta minima între a*ele pilotilor este data în tabelul 0, în m. in cele doua alori indicate sea alege distanta cea mai mare.
Tabelul 4
#i!ul de !iloti -istante minime între !iloti, în m
n !lanul radierului n !lanul v/rfurilor
iloti de îndesare 1.%d "&
T$ae ipurile &e pil$i (u bulb 1.%d sau dH1 1./d b
OBSERVAŢIE: d este diametrul sectiunii circulare sau dimensiunea ma*ima a sectiuniidreptungiulare iar d b este diametrul bulbului.
<epartizarea pilotilor sub radierul fundatiei se face n r nduri paralele sau radial, unii n dreptul celor ecini, sau n a, respect nd distan ele minime dintre pilo i.
istan a minim ntre fa a e*terioar a pilo ilor marginali i e*tremitatea radierului trebuie s fie de minimum 1d, dar nu mai mic de '% cm.
redimensionare radier
<epartiz nd pilo ii conform punctului anterior ob inem lungimea E i l imea B a radierului. Se consider cunoscute dimensiunile st lpului acestea fiind l = /cm iar b =cm.
G=.+E,
G1=(19+..19')G (figura ).
n l imea radierului nu a fi mai mic de + cm iar clasa betonului trebuie s fie minim Bc1.
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 17/21
4igura
Cal(ulul e$ruril$r Cn pil$ ii un&a iei
Ea calculul funda iilor pe pilo i se consider c nc rc rile de la construc ie se transmit terenului prin intermediul pilo ilor. >fortul ntr-un pilot al unei funda ii cu radier jos i pilo i erticali, solicitat la nc rc ri erticale i momente, se poate calcula cu rela ia:
(#$)(!)
n care:
⇒ $f este efortul ertical de calcul, n #$,
⇒ "* i " I sunt momentele de calcul, fa de a*ele principale ale grupului de pilo i,
n #$m,
⇒ *i i I 6 sunt distan ele de la a*a pilotului i din grup, la a*ele principale ale grupului de
pilo i, n metri,
⇒ * i I sunt distan ele de la a*a pilotului considerat, la a*ele principale ale grupului de
pilo i, n metri,
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 18/21
⇒ n p este num rul pilo ilor n grup,
⇒ J p este greutatea pilotului, in nd seama de ariabilitatea geometriei pilotului i a
greut ii specifice a materialului constituent, precum i de efectul de submersare al apei subterane, n #$,
⇒ $, "* i " I se iau cu alorile rezultate din nc rc rile din grupa special .
ondi iile care trebuie ndeplinite sunt:
Sma*≤< g - erificarea pilotilor la compresiune,
Smin≤< sm - erificarea pilotilor la smulgere.
Verii(area la $r e $ri0$nale a un&a iei
Ea radiere joase pe pilo i, solicitate la nc rc ri orizontale, se erific condi ia:
(#$)
n care:
⇒ Gtot este componenta orizontal a efortului total de calcul care ac ioneaz asupra
radierului,
⇒ Gin este suma tuturor componentelor orizontale ale eforturilor a*iale care ac ioneaz
n pilo ii nclina i, n #$,
⇒ < or este capacitatea portant a pilo ilor erticali la solicit ri orizontale,
⇒ $ este num rul pilo ilor erticali,
⇒ " este un coeficient al condi iilor de lucru egal cu .0.
Verii(area la +r pun%ere a ra&ierului
S82S 119-0 prescrie pentru for a capabil la str pungere centric a dalelor f r arm tur de forfecare rela ia:
(#$) (0)
n care:
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 19/21
⇒ cr este perimetrul teoretic al suprafetei de forfecare situat la distan a 9' la
e*teriorul zonei nc rcate,
⇒ este n l imea util a sec iunii de beton,
⇒ < t este rezisten a la întindere a betonului din corpul radierului.
onform figurii %, pcr ='aH'b, iar =K. ondi ia care trebuie ndeplinit deine
n care reprezinta suma for elor a*iale din pilo ii grupului a c ror a* este situat n afara perimetrului critic.
4igura %
Armarea ra&ierului
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 20/21
2rmarea radierului se face conform S82S 119-0. n figura /, sec iunea 1-1 reprezint sec iunea fa de care se calculeaz momentul " * (2a *) , iar sec iunea '-' sec iunea fa de care se calculeaz " I (2a I).
eterminarea ariei de arm tur 2 a * (figurile / si )
entru sensul ac iunilor e*terioare ca n figura , se calculeaz momentul tuturor for elor a*iale din pilo i fa de linia punctat (for e din pilo ii situa i la dreapta liniei punctate). 2ria de armatur 2 a * a rezulta din relatia:
n care = G - a (a este acoperirea cu beton a arm turii& a = 1cm) iar < a este rezisten a decalcul a arm turii (%' sau B+).
eterminarea ariei de armatur 2 a I (figurile / si !)
alculul se face analog ca n cazul determin rii ariei 2 a *.
4igura /
7/25/2019 Calcul Piloti Forati
http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 21/21
4igura
4igura !