Rīgas Tehniskās universitātes Būvniecības fakultāte · 5 Būvlaukuma virsmu un grunts slāņu virsmas pieņemt horizontālas. Būvlaukuma virsmu pieņemt pēc urbuma augšas

Rīgas Tehniskās universitātes

Būvniecības fakultāte Civilo ēku būvniecības katedra

Ģeotehnikas pamatkurss

Studiju darbs

Seklo pamatu un pāļu projektēšana

Varianta Nr. 0246

Izpildīja: Kristaps Kuzņecovs

Stud. apl. Nr. 081RBC049

III RBCB03

Paraksts:__________________

Pieņēma: Edmunds Šķēle

Atzīme:__________________

Paraksts:__________________

Rīga, 2011. gada maijs

2

Saturs

1. Uzdevumu raksturojošie dati .................................................................................................................................... 3 1.1. Ēkas ģeometriskie lielumi ................................................................................................................................. 3 1.2. Ēkas būvniecības vieta, konstruktīvie risinājumi un ekspluatācijas režīma dati ............................................... 3 1.3. Ēkas karkasa nodotās slodzes uz pamata augšmalu raksturojošās vērtības ....................................................... 3 1.4. Būvlaukuma topogrāfiskie un inženierģeoloģiskie apstākļi .............................................................................. 4

2. Seklas iebūves pamatu pēdas aprēķins ..................................................................................................................... 5 2.1. Grunts caursalšanas un pamatu pēdas iebūves dziļums ..................................................................................... 5 2.2. Pamatu pēdas nestspēja pēc maksimāli pieļaujamajiem spriegumiem .............................................................. 5

2.2.1. Aprēķina kombinācija Nr. 1 .................................................................................................................. 6 2.2.2. Aprēķina kombinācija Nr. 2 .................................................................................................................. 8

2.3. Pamata pēdas horizontālās nestspējas aprēķins (EQU) ................................................................................... 10 2.3.1. Projektēšanas pieejas DA1 kombinācija Nr. 1: ................................................................................... 10 2.3.2. Projektēšanas pieejas DA1 kombinācija Nr. 2: ................................................................................... 10

2.4. Vājas nestspējas slāņa nestspējas pārbaude (GEO) ......................................................................................... 11 2.4.1. Aprēķina kombinācija Nr. 1 ................................................................................................................ 11 2.4.2. Aprēķina kombinācija Nr. 2 ................................................................................................................ 13

2.5. Spriegumu vērtības .......................................................................................................................................... 14 2.6. Pamatu sēšanās ................................................................................................................................................ 16 2.7. Secinājumi ....................................................................................................................................................... 17

3. Pāļu pamatu aprēķins .............................................................................................................................................. 18 3.1. Pāļu pamatu skice ............................................................................................................................................ 18 3.2. Pāļu nestspējas aprēķins .................................................................................................................................. 18

3.2.1. Grunts pretestība gar pāļu sānu virsmu un zem pāļa gala.................................................................... 18 3.2.2. Pāļa nestspējas noteikšana ................................................................................................................... 19 3.2.3. Pāļu skaita pieņemšana pudurī ............................................................................................................ 20 3.2.4. Malējā pāļa pārbaude ........................................................................................................................... 20

3.3. Pāļu pamatu sēšanās aprēķins .......................................................................................................................... 21 3.3.1. Nosacītā pamata aprēķins .................................................................................................................... 21 3.3.2. Nosacītā grunts pašsvara masīva aprēķins ........................................................................................... 21 3.3.3. Spiedienu (uz grunti) noteikšana ......................................................................................................... 22 3.3.4. Nesošā slāņa nestspējas aprēķins ......................................................................................................... 22 3.3.5. Spriegumu epīru konstruēšana ............................................................................................................. 23 3.3.6. Sēšanās aprēķins .................................................................................................................................. 24

3.4. Secinājumi ....................................................................................................................................................... 25 Grafiskā daļa ............................................................................................................................................................... 26

3

1. Uzdevumu raksturojošie dati

1.1. Ēkas ģeometriskie lielumi

Dati iegūti no metodisko norādījumu 1. tabulas, un izvēlēti pēc varianta pirmā cipara – 0.

Ēkas garums – 60 m

Ēkas platums – 20 m

Asu solis ēkas garenvirzienā – 6m

Asu solis ēkas šķērsvirzienā – 10 m

Ēkas ārsienas materiāls (īpatnējais svars) – sendviča piekārtie sienu paneļi (1.4 kN/m3)

Ēkas ārsienas biezums – 0.12 m

Ēkas ārsienas augstums – 7m

Ārsienas vājinājums ar ailām – 6%

Kolonnu izmērs pie ārsienām – 300 400

Kolonnu izmērs centrā – 500 500

1.2. Ēkas būvniecības vieta, konstruktīvie risinājumi un ekspluatācijas režīma dati

Dati iegūti no metodisko norādījumu 2. tabulas, un izvēlēti pēc varianta otrā cipara – 2.

Būvniecības vieta – Ainaži

Koeficients Mt – 14

Iekštelpu to – neapkurināmas

Grīdas veidotas uz grunts

1.3. Ēkas karkasa nodotās slodzes uz pamata augšmalu raksturojošās vērtības

Dati iegūti no metodisko norādījumu 3. tabulas, un izvēlēti pēc varianta trešā cipara – 4.

Uz malējiem pamatiem:

Gk – 800 kN

QNk – 154 kN

QWk– 22 kN

MGk– 42 kN⋅m

MQWk– 34 kN⋅m

Uz vidējiem pamatiem

Gk – 1100 kN

QNk – 308 kN

QWk– 0 kN

MGk– 70 kN⋅m

MQWk– 17 kN⋅m

Gk – vertikālais spēks no ēkas pašsvara;

QNk – vertikālais spēks no lietderīgās slodzes;

QWk – horizontālais spēks no vēja slodzes;

MGk – ēkas pašsvara izraisīts moments;

MQWk – vēja slodzes izraisīts moments.

4

Papildus slodzes uz pamatiem

Ārsienas pašsvara radītā slodze:

Ēkas norobežošanai nepieciešami 117.177 m3 sendviča tipa paneļu. Šādu paneļu radītā slodze uz laiduma

pamatu augšējo virsmu Gs,1k = Vs,k /l⋅ l1k⋅ s,k = Gs,k = 117.177 /160⋅ 5.55⋅ 1.4 =5.690 kN.

Tā kā sendviča paneļi ir nobīdīta no pamatu ass, tad tie rada arī lieces momentu Ms,k = 5.690⋅ 0.140 =

0.797 kN⋅m.

Cokola sijas radītā slodze uz pamatiem:

Starp stabveida pamatiem atrodas cokola sijas, kuras balstās uz grunts un rada slodzi uz pamatu pēdu.

Slodzes aprēķins:

Cokola sijas izmēri: 5700 mm150 mm400 mm.

Radītā slodze uz pamatu – 0.342 m3 ⋅ 25 kN/m

3 = 8.55 kN

Lieces moments no ekscentriski pieliktās slodzes = 3.9 ⋅ 0.175 = 1.496 kN⋅m

Pamatu staba radītā slodze:

Pamatu stabs rada slodzi uz pamatiem pamatu pēdas virsējā līmenī. Šīs slodze atkarīga no pamatu staba

izmēriem un materiāla. Dotajā gadījumā Gst = (1650 mm500 mm500 mm) ⋅ 25 kN/m3 = 10.31kN. Ja pamatu

stabs ir ekscentrisks pret pamatu pēdas asi, tas rada arī lieces momentu.

Pamatu pēdas radītā slodze:

Pamatu pēda rada slodzi uz grunti zem tās. Slodzes lielums ir atkarīgs no pamatu pēdas ģeometrijas un

izmantotā materiāla. Dotajā gadījumā:

Gp = (1100 mm1550 mm300 mm) ⋅ 25 kN/m3 = 12.79 kN.

Grunts radītā slodze:

Virspamata grunts rada spiedienu uz pamata pēdu un ietekmē kopējo slodzi, kas jāuzņem gruntij zem

pamata, tāpēc tā ir jāņem vērā nosakot kopējās iedarbes. Grunts radītais spiediens ir atkarīgs no slāņu veida,

biezuma un skaita. Dotajā gadījumā: Gg = 40,21 kN.

1.4. Būvlaukuma topogrāfiskie un inženierģeoloģiskie apstākļi

Dati iegūti no metodisko norādījumu 4. un 5. tabulas, un izvēlēti pēc varianta ceturtā cipara – 6.

Pamatnes grunšu ģeometrisko parametru raksturojošās vērtības (XK)

Piezīmes: φk – iekšējais berzes leņķis; Ck – grunts saiste; E – deformācijas modulis

Gruntsūdens līmenis no urbuma augšas – 2.9 m

Urbuma augšgala absolūtā vērtība – 20 m

Planējuma līmeņa izmaiņas pret esošo – +0.7 m

Grunts nosaukums Slāņa biezums

[m]

s;k

[kN/m3]

k

[kN/m3]

ek IP IL φk,

[o]

ck

[kPa]

E

[MPa]

Augsne (norok) 0.3 - 15.5 - - - - - -

Vidēji rupja smilts (pieber) 1.0 26.6 18.3 0.60 - - 37 1.5 35

Smalka smilts 0.5 26.4 17.6 0.65 - - 32 2 28

Putekļaina smilts 3.0 26.5 19.3 0.50 - - 35 7 33.5

Mālsmilts (morēnu) 0.9 26.7 21.0 0.45 0.06 0.62 27 20 34

Piedūņota kūdra 1.2 12.6 10.9 0.90 - - 8 5 5

Smilšmāls (alūvijs) liels 26.8 21.0 0.55 0.15 0.25 25 37 27

5

Būvlaukuma virsmu un grunts slāņu virsmas pieņemt horizontālas.

Būvlaukuma virsmu pieņemt pēc urbuma augšas atzīmes.

Būvlaukuma piebērumu līdz planējuma līmenim veidot ar vidēji rupju smilti, norokot augsnes slāni.

2. Seklas iebūves pamatu pēdas aprēķins

Pamatu iestrādāšanas dziļumu nosaka, ņemot vērā:

projektējamās būves nozīmi un īpatnības, kā arī slodzes un citu faktoru ietekmi uz pamatiem;

blakus esošo būvju pamatu un pazemes inženierkomunikāciju iestrādāšanas dziļumu;

apbūvējamās teritorijas esošo un projektējamo reljefu;

būvlaukuma ģeotehnisko raksturojumu un būvlaukuma ģeotehnisko apstākļu iespējamās pārmaiņas

būvniecības un būves ekspluatācijas laikā;

pamatnes grunts sezonas caursalšanu.

2.1. Grunts caursalšanas un pamatu pēdas iebūves dziļums

Pamatnes grunts sezonas caursalšanas normatīvo dziļumu dfn (metros) nosaka ar siltumtehniskajiem aprēķiniem

vai izmantojot šādu formulu: dfn = do(Mt)1/2

, kur

Mt – bezdimensiju koeficients, kura skaitliskā vērtība ir vienāda ar ziemas mēnešu vidējo negatīvo temperatūru

absolūto vērtību summu attiecīgajā rajonā saskaņā ar LBN 003–01 "Būvklimatoloģija" vai būvniecības

rajona hidrometeoroloģiskās stacijas novērojumiem;

do – dziļums (vidēji rupjai smiltij – 0,30m);

d1fn= 0.30(14)1/2

= 1.12m

Tā kā grunts slānis ir mazāks par slāņa caursalšanas dziļumu, tad jāņem vērā arī nākamais grunts slānis, kas

sastāv no smalkas smilts. Šādā gadījumā d0 = 0.28 un d2fn = 1.0477 m.

Slāņu kopējais caursalšanas normatīvais dziļums ir proporcionāls slāņu biezumiem, tāpēc:

dfn = b (1. slāņa biezums) + d2fn ⋅b2(atlikušais biezums)/ d1fn =1+1.0477 ⋅ 0.12/1.12(m) = 1.112 m

Pamatnes grunts sezonas caursalšanas aprēķina dziļumu nosaka, izmantojot formulu: df = khdfn , kur

kh – koeficients, kas ir atkarīgs no būves siltumtehniskā režīma. Neapkurināmu būvju iekšējiem un ārējiem

pamatiem kh = 1.1.

df = 1.1 ⋅ 1.112= 1.223m

Pamatu izbūves dziļumu nosaku pēc LBN 207 - 01 6. pielikuma 2. tabulas 1.300 m.

2.2. Pamatu pēdas nestspēja pēc maksimāli pieļaujamajiem spriegumiem

Aprēķini tiek veikti pēc DA 1 projektēšanas situācijas.

DA 1 kombināciju koeficienti

A1 A2 M1 M2 R1

G 1.35 1

Q 1.5 1.3

φ 1 1.25

c 1 1.25

γ 1 1

R 1

6

Projektēšanas situācija 1 (DA 1) nosaka divas aprēķinu

kombinācijas:

Aprēķina kombinācija Nr.1 (A1+M1+R1)

Aprēķina kombinācija Nr.2 (A2+M2+R1)

Aprēķinu vērtības iegūst pēc formulām:

Pastāvīgai slodzei: ∑

Lietderīgai slodzei: ∑

Iedarbju summa pēc aprēķinu shēmas (att.2.1):

∑ 1

∑

1 1 1

∑ ⋅ e ⋅ 1 1

∑ 1 1

Pamatu pēdas laukums:

1 1 1 1

2.2.1. Aprēķina kombinācija Nr. 1

Vidējā spiediena vērtības aprēķins zem pamatu pēdas:

1 1 (A1 – koeficientu pakete)

1 1 1 (M1 – koeficientu pakete)

1 1 1 (R1 – koeficientu pakete)

∑ ∑

1

∑ ∑ 1 1 1 1 1

Grunšu raksturlielumu drošības koeficienti:

1 tan

tan

Grunts pretestības aprēķinu vērtības koeficienti:

1

1

1

Efektīvā laukuma aprēķins:

∑

∑

1

1

m

Aprēķina nestspēju nedrenētiem grunts apstākļiem var noteikt pēc vienādojuma:

Grunts nestspējas faktori spiedes pretestībai:

Att. 2.1. Iedarbju shēma seklajiem pamatiem

7

(

) 1 (

)

( 1) cotan 1 cotan 1

( 1) tan 1 tan

Pamatu pēdas slīpumu ievērtējoši faktori:

1 tan 1 tan

1

Pamatu pēdas formu ievērtējoši faktori:

1 (

) sin 1 (

) sin

1 (

) 1 (

)

Horizontālās slodzes H izraisītā pamata slīpuma ievērtējoši faktori:

[ (

)]

[ (

)]

* (

)+

* (

)+

1

*1

+

*1

+

*1

+

*1

+

Aprēķinu pieslodzi pamatu pēdas līmenī nosaka no visu virsējo grunšu svara un slāņu biezuma.

q 1 1 1 1 1

( )

Lai grunts nestspēja būtu nodrošināta, jāizpildās nosacījumam:

∑ 1 1 Nosacījums izpildās! (Nestspējas rezerve – 46%).

8


Vidējā spiediena vērtības aprēķins zem pamatu pēdas:




∑ ∑

11

∑ ∑ 1 1 1 1

Grunšu raksturlielumu drošības koeficienti:

1 tan

Grunts pretestības aprēķinu vērtības koeficienti:

1

1

1

Efektīvā laukuma aprēķins:

∑

∑

1

1

m

Aprēķina nestspēju nedrenētiem grunts apstākļiem var noteikt pēc vienādojuma:

Grunts nestspējas faktori spiedes pretestībai:

(

) 1 (

) 1

( 1) cotan 1 1 cotan

( 1) tan 1 1 tan 1

Pamatu pēdas slīpumu ievērtējoši faktori:

1 tan 1 tan

Pamatu pēdas formu ievērtējoši faktori:

1 (

) sin 1 (

) sin

1 (

) 1 (

)

9

Horizontālās slodzes H izraisītā pamata slīpuma ievērtējoši faktori:

[ (

)]

[ (

)]

* (

)+

* (

)+

1

*1

+

*1

+

*1

+

*1

+

Aprēķinu pieslodzi pamatu pēdas līmenī nosaka no visu virsējo grunšu svara un slāņu biezuma.

q 1 1 1 1 1

( )

Lai grunts nestspēja būtu nodrošināta, jāizpildās nosacījumam:

∑ 1 1 Nosacījums izpildās! (Nestspējas rezerve – 1%).

Pēc veiktajiem aprēķiniem pieņemu pamatu pēdas izmērus:

1 m

1 1 m

10

2.3. Pamata pēdas horizontālās nestspējas aprēķins (EQU)

Lai pamatam būtu nodrošināta pietiekoša horizontālā nestspēja, jāizpildās nosacījumam:

, kur

– horizontālas slodzes izraisīts aprēķinu bīdes spriegums, MPa;

– vertikālas slodzes izraisīts aprēķinu bīdes spriegums, MPa.

2.3.1. Projektēšanas pieejas DA1 kombinācija Nr. 1:




Tā kā abās pusēs pamata stabam grunts ir vienādā līmenī, tad tās radīto aktīvo un pasīvo spiedienu neņemu

vērā (tie ir viens otram pretēji vērsti un vienāda lieluma, līdz ar to līdzsvarojas), tāpat arī gruntsūdens spiedienu uz

pamata pēdu neņemu vērā, jo gruntsūdens atrodas dziļāk par pamatu pēdas līmeni.

∑

1 ⋅ 1

1

HGk – patstāvīgā horizontālā slodze, kN;

Pa, Gk – aktīvais grunts spiediens, kN;

HQk – īslaicīgā horizontālā slodze, dotajā gadījumā vēja slodze, kN;

A’ – efektīvais pamatu pēdas laukums, m2.

1 1 1 1

1 1 1 1

VGk – patstāvīgā vertikālā slodze, kN;

UGk – gruntsūdens radītā atslogojošā slodze, kN;

f – berzes koeficients starp pamatu pēdas materiālu un grunti.

1 Nosacījums izpildās!

Pamatu horizontālā nestspēja pēc projektēšanas pieejas DA1 1. kombinācijas ir nodrošināta.

2.3.2. Projektēšanas pieejas DA1 kombinācija Nr. 2:




∑

1

1 1 1

1 1 1 1

1 1 1 1


Pamatu horizontālā nestspēja pēc projektēšanas pieejas DA1 2. kombinācijas ir nodrošināta.

Tā kā nosacījumi izpildās pēc abām kombinācijām, tad pamata pēdas horizontālā nestspēja ir nodrošināta.

11

2.4. Vājas nestspējas slāņa nestspējas pārbaude (GEO)

Pārbaudi veic saskaņā ar LBN 207-1 3. nodaļas aprakstu.

Pēc grunts ģeoloģijas var secināt, ka zem pamatiem

eksistē vājais slānis – piedūņota kūdra (E = 5< 6 MPa).

Lai vājā slāņa nestspēja būtu nodrošināta, jāizpildās

nosacījumam:

, kur

– papildu vertikālie spriegumi gruntī no grunts pašsvara

dziļumā z (kPa);

– papildu vertikālie spriegumi gruntī no slodzes uz pamatu

dziļumā z, kPa;

– vājas nestspējas grunts aprēķina pretestība nosacītam bz

platam pamatam dziļumā z (att. 2.2.), kPa.

, kur

– grunts slāņa efektīvais īpatnējais svars, kN/m3;

– slāņa apakšējās virsmas dziļums sākot no grunts dabiskā

līmeņa (N.L.), m.

Grunts slāņiem zem gruntsūdens līmeņa jāņem vērā tā

atslogojošā ietekme, nosakot grunts slāņa īpatnējo svaru. To

dara, izmantojot formulu:

. Aprēķinātie spriegumu

lielumi līdz vājajam slānim doti tabulā.

Grunts slāņu raksturlielumi

Piezīme: WL – zem gruntsūdens līmeņa

Vājā slāņa nestspēja jāpārbauda pēc projektēšanas situācijas DA1 abām kombinācijām.



Papildus vertikālais spiediens uz grunti pamatu līmenī:

1 1 1

pvid – vidējais spiediens zem pamatu pēdas, kN;

σzg,0 – vertikālie spriegumi no grunts pašsvara pamatu pēdas līmenī, kN/m2;

⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ 1 1

Nr. Grunts tips h, m γ', kN/m3 σ, kN/m

2

1. Vidēji rupja smilts 0.3 18.3 5.49

2. Smalka smilts 0.5 17.6 14.29

3. Putekļaina smilts 2.1 19.3 54.82

4. Putekļaina smiltsWL

0.9 11.0 64.72

5. MālsmiltsWL

(morēnu) 0.9 11.5 75.07

Att. 2.2. Nosacītā pamatu pēda virs

vājā grunts slāņa

12

Spriegumi vājajā gruntī no grunts pašsvara:

∑

1

1

γ′ – virs fiktīvās pamata pēdas esošās grunts īpatnējais svars;

h – virs fiktīvās pamata pēdas esošās grunts slāņa biezums;

γi, hi – attiecīgi grunts i-tā slāņa īpatnējais svars un biezums.

Lai noteikti spriegumu gruntī no papildu slodzes, nepieciešams koeficients α, ko iegūst no funkcijas :

1 1;

1; (interpolācija, LBN 207 2. piel., 1. tab.)

L – pamatu pēdas garums, m;

B – pamatu pēdas platums, m;

z – attālums no pamatu pēdas iebūves dziļuma līdz vājajam slānim, m.

Spriegumi gruntī no papildus vertikālās slodzes (uz vājo slāni):

1

Pamatnes grunts aprēķinu pretestību nosaka pēc formulas:

( ), kur:

1 1 – atbilstoši piesātinātai ar ūdeni gruntij (LBN 207 6. piel. 3. tab.);

1 – padevīgas konstrukcijas būvēm (LBN 207 6. piel. 3. tab.);

1 – ja iepriekš veikta ģeoloģijas tiešā pārbaude, neņemot datus no LBN pielikuma;

1 – atbilstoši LBN 207 5. piel. 1. tab. pie (vājā slāņa – kūdras – iekšējās bīdes leņķis);

1 koeficients, kas ievērtē fiktīvā pamata platumu;

fiktīvās pamatu pēdas platums;

γII - zem pamata pēdas līmeņa esošās grunts vidēji svērtais īpatnējais svars (kN/m3);


d1 = 4,7 m – fiktīvā pamata iestrādāšanas dziļums;

γII' - virs pamatu pēdas līmeņa esošās grunts vidēji svērtais īpatnējais svars (kN/m3);

– atbilstoši LBN 207 5. piel. 1. tab. pie (vājā slāņa – kūdras – iekšējās bīdes leņķis);

cII – saiste (kPa) gruntij tieši zem fiktīvās pamatu pēdas;

(∑

)

(

)

1

1

∑

⋅ ⋅

1

13

(

)

1 1

1 1 1 1 1 1 1

{ 1 11

1 1 } ā ā




11 1 1

pvid – vidējais spiediens zem pamatu pēdas, kN;

σzg,0 – vertikālie spriegumi no grunts pašsvara pamatu pēdas līmenī, kN/m2;

⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ 1 1

Spriegumi vājajā gruntī no grunts pašsvara:

∑

1

1

γ′ – virs fiktīvās pamata pēdas esošās grunts īpatnējais svars;

h – virs fiktīvās pamata pēdas esošās grunts slāņa biezums;

γi, hi – attiecīgi grunts i-tā slāņa īpatnējais svars un biezums.

Lai noteikti spriegumu gruntī no papildu slodzes, nepieciešams koeficients α, ko iegūst no funkcijas :

1 1;

1; (interpolācija, LBN 207 2. piel., 1. tab.)

L – pamatu pēdas garums, m;

B – pamatu pēdas platums, m;

z – attālums no pamatu pēdas iebūves dziļuma līdz vājajam slānim, m.

Spriegumi gruntī no papildus vertikālās slodzes (uz vājo slāni):

1


( ), kur:

1 1 – atbilstoši piesātinātai ar ūdeni gruntij (LBN 207 6. piel. 3. tab.);





fiktīvās pamatu pēdas platums;

γII - zem pamata pēdas līmeņa esošās grunts vidēji svērtais īpatnējais svars (kN/m3);


14

d1 = 4,7 m – fiktīvā pamata iestrādāšanas dziļums;


– atbilstoši LBN 207 5. piel. 1. tab. pie (vājā slāņa – kūdras – iekšējās bīdes leņķis);

cII – saiste (kPa) gruntij tieši zem fiktīvās pamatu pēdas;

(∑

)

(

)

1

1

∑

⋅ ⋅

1

(

)

1 1

1 1 1 1 1 1 1

{ 1 1

1 } ā ā

2.5. Spriegumu vērtības

Konstruējot spriegumu epīras, izmanto elemetārjoslu summēšanas metodi. Summēšanu veic ne vairāk kā

0.4 ⋅ B = 0.44⋅ 1.1 = 0.48 (m) platām joslām. Dotajā gadījumā izmantoju 0.3 m joslas, lai iegūtu precīzāku rezultātu

un ērtāku aprēķinu.

Grunts pašsvara spriegumu vērt bas

Piezīmes: Smilšmāls tiek pieņemts kā ūdensnecaurlaidīgs slānis

Nr. Grunts tips h, m γ', kN/m3 σzg, kN/m

2

1. Vidēji rupja smilts 0.3 18.3 5.49

2. Smalka smilts 0.5 17.6 14.29

3. Putekļaina smilts 2.1 19.3 54.82

4. Putekļaina smiltsWL 0.9 11.0 64.72

5. MālsmiltsWL

(morēnu) 0.9 11.5 75.07

6. Piedūņota kūdra 1.2 1.37 76.71/106.71

7. Smilšmāls (alūvijs) 1.5 21.0 138.21

15

Vertikālo papildspriegumu vērt bas grunt S

lānis

AB

S a

ug

stu

ma

atz

īme,

m

Slā

ņa

bie

zum

s h

,

m

Att

ālu

ms

no

pa

ma

tu p

ēda

s

līdz

slā

ņa

ap

akš

ai

z, m

Rel

atī

vā d

ziļu

ma

un

pa

ma

ta

izm

ēra a

ttie

cīb

a

ξ α

Ver

tikā

lie

pa

pil

dsp

rieg

um

i

σzp

DA

1,

kN/m

2

Ver

tikā

lie

pa

pil

dsp

rieg

um

i

σzp

DA

2,

kN/m

2

Ver

tikā

lo

pa

pil

dsp

rieg

um

u

vid

ējā

vēr

tīb

a

σzp

,i, kN

/m2

Pu

tekļa

ina

smil

ts

19,1 0 0 0 1 814,09 615,89 588,79

18,8 0,3 0,3 0,545455 0,92712 754,7595 571,0042 545,87925

18,5 0,3 0,6 1,090909 0,728032 592,6834 448,3875 428,65785

18,2 0,3 0,9 1,636364 0,521273 424,3629 321,0467 306,92017

17,9 0,3 1,2 2,181818 0,37477 305,0969 230,8174 220,66110

17,6 0,3 1,5 2,727273 0,272941 222,1985 168,1016 160,70488

17,3 0,3 1,8 3,272727 0,204275 166,2982 125,8109 120,27508

17 0,3 2,1 3,818182 0,158559 129,0814 97,65496 93,35801

16,7 0,3 2,4 4,363636 0,125684 102,3182 77,40757 74,00154

16,4 0,2 2,6 4,727273 0,108907 88,65995 67,07462 64,12325

Māl

smil

ts

(morē

nu) 16,2 0,3 2,9 5,272727 0,089359 72,74634 55,03537 52,61374

15,9 0,3 3,2 5,818182 0,07455 60,69041 45,9146 43,89429

15,6 0,3 3,5 6,363636 0,064886 52,82334 39,96286 38,20444

Pie

dūņota

kūdra

15,3 0,3 3,8 6,909091 0,053616 43,64818 33,0215 31,56851

15 0,3 4,1 7,454545 0,046127 37,55175 28,40933 27,15928

14,7 0,3 4,4 8,00000 0,040275 32,78747 24,80497 23,71352

14,4 0,3 4,7 8,545455 0,03577 29,12037 22,03067 21,06129

Sm

ilšm

āls

(alū

vij

s) 14,1 0,3 5 9,090909 0,031752 25,84921 19,55591 18,69542

13,8 0,3 5,3 9,636364 0,027818 22,6465 17,13294 16,37907

13,5 0,3 5,6 10,18182 0,025266 20,56972 15,56102 14,87631

13,2 0,3 5,9 10,72727 0,023807 19,38089 14,66238 14,01722

12,9 0,3 6,2 11,27273 0,020964 17,06629 12,91129 12,34318

12,6 0,3 6,5 11,81818 0,019034 15,49546 11,72291 11,20708

Piezīmes: Pamatu malu attiecība η = 1.41. Papildus vertikālais spiediens uz grunti pamatu līmenī:

DA1: p0 = 814.09kN/m2;

DA2: p0 = 615.89 kN/m2;

SLS: pvid = (Qk +Gk) /A= (154 +877.54) / 1.705 = 605.01kN/m2; p0 = 588.79 kN/m

2;

α vērtība iegūtas interpolējot LBN 207 2. piel., 1. tab. atrodamās vērtības.

16

Vertikālo spriegumu sadal šanās ep ra

2.6. Pamatu sēšanās

Pamatu sēšanos s nosaka atbilstoši LBN 207 – 01 56.1 apakšpunktam, izmantojot lineāri deformējamas

pustelpas modeli un atsevišķu slāņu sēšanās summēšanu saskaņā ar šādu formulu:

∑

kur

σzp,i – papildu vertikālā normālsprieguma vidējā vērtība: σzp,i = σzp,1 + σzp,2 )/2;

hi un Ei – attiecīgi pamatnes i-tā deformējamā grunts slāņa biezums un deformācijas modulis;

n – atsevišķo kārtu skaits, kādā sadalīts viss saspiežamais slānis.

Slāņu sēšanās

Slānis Sēšanās s, cm

Putekļaina smilts 1.428

Mālsmilts (morēnu) 0.095

Piedūņota kūdra 0.497

Smilšmāls (alūvijs) (1.3 m) 0.068

17

Epīra tiek konstruēta, lai noteiktu pret kuru slāni ir jāveic sēšanās aprēķins. Dotajā gadījumā 0.2σzg

atrodas vājajā slānī, kuram E < 5 MPa, tāpēc sēšanos nosaka slānī, kur 0.1σzg krusto vidējo papildspriegumu

vērtību epīru. Šis slānis ir smilšmāls un pārbaude tiek veikta pie ABS augstuma atzīmes 12.9 m, jeb 6.3 m attālumā

no pamatu pēdas.

Šajā attālumā pamats nosēdīsies par 2,088 cm no pieļautajiem 8 cm, tātad s < su.

Pamatu sēšanās aprēķins veikts saskaņā ar LBN 207-01 53., 73., 74., 75. punktu, 2. pielikuma 1. punktu un

4. pielikumu, no kura tika iegūts maksimālās deformācijas.

Papildspriegumu vidējās vērt bas un grunts spriegumu ep ra

2.7. Secinājumi

Nepieciešamais pamatu pēdas izmērs ir 1,1 m 1,55 m.

Visvairāk pamatu pēdas izmēru izvēli ietekmē grunts nestspēja, jo tur iegūtā stiprības rezerve ir 1%, bet,

veicot pārbaudi pēc lietojamības robežstāvokļa, rezerve ir 73.9 %. Dotie pamati atbilst prasībām, un spēj pārnest

būves slodzi uz pamatni

18

3. Pāļu pamatu aprēķins

3.1. Pāļu pamatu skice

Darbā tiek izmantoti dzenamie berzes pāļi, kuru

apakšējais gals balstās uz saspiežamām gruntīm un slodzi uz

pamatni nodod caur pāļa sānu virsmu un apakšējo galu.

Režģoga iebūves dziļumu izvēlas atbilstoši seklo pamatu

līmenim. Pāļa enkurojums režģogā ir 30 cm, režģoga augstums

50 cm. Pāļa diametrs tiek pieņemts 35 cm, bet garums atkarīgs

no vājā slāņa esamības, kas šajā gadījumā ir kūdra, tāpēc pālis

tiek noenkurots 2 m zem kūdras slāņa, tādējādi sasniedzot

kopējo garumu 7.3 m. Pāļu skice apskatāma attēlā 3.1.

3.2. Pāļu nestspējas aprēķins

3.2.1. Grunts pretestība gar pāļu sānu virsmu un zem

pāļa gala Pāļa apakšējā gala grunts aprēķina pretestību R (kPa)

nosaka no LBN 214 - 03 ’’Ģeotehnika. Pāļu pamati un

pamatnes’’ 5. pielikuma 1. tabulas.

Tā ir atkarīga no pāļa apakšējā gala iestrādāšanas

dziļuma – L = 7.900 m un grunts slāņa - smilšmāls (e = 0.55,

IL = 0.25). R galīgo vērtību iegūst interpolējot pēc izejas

datiem.

R = 4150kPa

Aprēķina pretestību if nosaka no LBN

214-03 5. pielikuma 2.

Putekļainai smiltij (e = 0.5) ar joslas

biezumu 2 m un attālumu no dabīgās reljefa

atzīmes (NL) joslas viduslīmeņa dziļumā

z1 = 1.900 m.

1 1 1

1 1 1

Bet tā kā e < 0.55, tad smilts ir blīva un tās

pretestība tiek paaugstināta par 30%.

f1 = 26.52 kPa

Putekļainai smiltij (e = 0.5) ar joslas

biezumu 0.9 m un attālumu no NL joslas

viduslīmeņa dziļumā z2 = 3.35 m.

1

Att. 3.1. Pāļu pamatu skice un

iedarbju shēma

Att. 3.2. Attālumi līdz joslas

viduslīmenim

19

Mālsmiltij (morēnu) (e = 0.45, IL = 0.62) ar joslas biezumu 0.9 m un attālumu no NL joslas viduslīmeņa

dziļumā z3 = 4.25 m.

1

Smilšmālam (e = 0.55, IL = 0.25) ar joslas biezumu 2.0 m un attālumu no NL joslas viduslīmeņa dziļumā

z4 = 6.90 m. Pēc LBN 214-03 5. pielikuma 11. punkta – mālsmiltīm un smilšmālam ar porainības koeficientu

e<0.6 neatkarīgi no plūstamības rādītāja IP pāļa sānu virsmas gruntīs aprēķina pretestību fi palielina par 15%.

Grunts raksturlielumi

3.2.2. Pāļa nestspējas noteikšana

c - pāļu darba apstākļu koeficients gruntī c = 1;

cr - darba apstākļu koeficients pamatnes gruntij zem pāļa apakšējā gala, kuru pieņem atbilstoši LBN 214-03

6.pielikumam; cr =1,0

cf - darba apstākļu koeficients pamatnes gruntij uz pāļa sānu virsmas, kuru pieņem atbilstoši LBN 214-03

6.pielikumam; cf=1,0

R - grunts aprēķina pretestība zem pāļa apakšējā gala (kN), kuru pieņem atbilstoši LBN 214-03 5.pielikuma

1.tabulai;

A - uz grunts balstītā pāļa apakšējā gala laukums (m2), kuru pieņem vienādu ar pāļa bruto šķērsgriezuma laukumu

vai dobo čauļpāļu neto šķērsgriezuma laukumu;

u - pāļa šķērsgriezuma ārējais perimetrs (m);

fi - pamatnes i-tā grunts slāņa aprēķina pretestība (kN) uz pāļa sānu virsmas, kuru pieņem atbilstoši LBN 214-03

5.pielikuma 2.tabulai;

hi - pamatnes i-tā ar pāļa sānu virsmu saskarē esoša grunts slāņa biezums (m).

1 1 1 1 1 1

Pieņemot drošības koeficientu γk = 1.4 (gadījums, kad pāļa nestspēja noteikta aprēķinot), iegūstam:

1

Grunts nosaukums ek IL

Slāņa

kopējais

biezums, m

ABS augstuma

atzīme, m

Joslas viduslīmeņa

dziļums no DL, m

Joslas

biezums

h, m

fi, kPa

Putekļaina smilts 0.5 - 3.0 19.23 1.90 2.0 26.52

17.23 3.35 0.9 33.41

Mālsmilts

(morēnu) 0.45 0.62 0.9 16.33 4.25 0.9 14.85

Piedūņota kūdra 0.90 - 1.2 15.43 5.30 1.2 0

Smilšmāls (alūvijs) 0.55 0.25 liels 14.23 6.90 2.0 59.05

20

3.2.3. Pāļu skaita pieņemšana pudurī

Aprēķins tiek veikts saskaņā ar shēmu, kas redzama attēlā 3.1.

Pirmā tuvinājuma pāļu skaita aprēķins:

kNMMM

kNGQGV

kGkQWd

kpkNkKd

12035.1705.11735.15.1

70.204635.183.735.130835.1110035.15.135.1

,,

,,,

.54.370.577

70.2046gab

F

Vn

d

Pieņemu 4 pāļus vienā pudurī, jo pie slodzes nāks klāt pāļu svars un režģoga (1,6m × 1,6m) svars.

Otrā tuvinājuma pāļu skaita aprēķins:

Vērā tiek ņemts gan pāļu, gan režģoga (ar grunti virs tā) svars:

rezgogspalikp GGG ,

kNgnLbaG bdzpali 13.9081.95.245.735.035.0/

kNgDlbG prezgogs 83.7381.92047.16.16.1

kNG kp 96.163,

75.370.577

35.2168

35.216835.196.1635.130835.1110035.15.135.1 ,,,

F

Vn

kNGQGV

d

kpkNkKd

Vienā pudurī tiks izmantoti 4 pāļi.

3.2.4. Malējā pāļa pārbaude

kurx

xM

y

yM

n

NN

i

y

i

xd ,22

dN aprēķina slodžu spiedes spēks uz pāļu pamatu (kN);

yx MM , aprēķina slodžu lieces momenti (kNm) režģoga pēdas plaknē attiecībā pret pāļu plāna galvenajām

centrālajām asīm x un y;

n pāļu skaits pamatā;

ii yx , attālums no i-tā pāļa centra līdz pāļu plāna galvenajām centrālajām asīm (m);

yx, attālums no attiecīgā pāļa centra līdz pāļu plāna galvenajām

centrālajām asīm (m).

kNN 08.548525.04

525.087

4

35.21682

2,1 FN

25.6932,170.57708.548N nosacījums izpildās!

Slodzes rezerve:

%94.20%10025.693

08.54825.693

Pieņemu 4 pāļus ar šķērsgriezumu izmēriem 350×350mm un

garumu 7.5m.

Att. 3.3. Pāļu pamata

šķērsgriezums

21

3.3. Pāļu pamatu sēšanās aprēķins

3.3.1. Nosacītā pamata aprēķins

Ja pāļu iedzīšanas dziļumā atrodas kūdras vai dūņu slāņi, kas ir biezāki par cm un projektā paredzēta

teritorijas uzbēršana vairāk kā m biezumā vai ekvivalenta pastāvīga (ilgstoša) slogošana, vertikālu un slīpu

berzes pāļu pamata nosacītā pamata vertikālās sānu plaknes attālumu a m no malējo rindu vertikālo pāļu sānu

virsmas nosaka, izmantojot šādu formulu:

a a h tan (

) kur

h m attālums no pāļu apakšējiem galiem līdz zemākā kūdras vai dūņu slāņa apakšai m ;

grunts iekšējās berzes leņķa vidēji svērtā aprēķina vērtība dziļumā h m .

1

∑

a a h tg (

) tg (

) m

Nosacītā pamata ģeometriskie raksturotāji:

a 1 1 m

a 1 1 m

A 1 1 m

B un L – attālums starp pāļu ārējām malām (m);

Anoac. – nosacītā pamata laukums (m2).

3.3.2. Nosacītā grunts pašsvara masīva aprēķins

Tā kā jau iepriekš ir aprēķināts režģoga un uz tā esošās grunts radītā slodze un pāļu slodze, tad

nepieciešams aprēķināt zem režģoga esošās grunts radīto slodzi.

Vidēji rupjas smilts (1. slāņa) daļas svars:

Dzelzsbetona konstrukcijas tilpums: 1

Grunts masīva tilpums bez dzelzsbetona konstrukcijas: 1 1 1 1

Grunts daļas svars: 1 1

Slānis

Slāņa

biezums,

m

Dzelzsbetona

konstrukcijas

tilpums V,

m3

Grunts masīva

tilpums, m3

Grunts

masīva

tilpums,

m3

Grunts

īpatnējais

svars γk,

kN/m3

Masīva

svars, kN

Putekļaina smilts 2.0 1.236 7.248 6.012 19.3 116.032

Putekļaina smiltsWL

0.9 0.441 3.2616 2.8206 11.0 31.027

Mālsmilts (morēnu) WL

0.9 0.441 3.2616 2.8206 11.5 32.437

Piedūņota kūdraWL

1.2 0.588 4.3488 3.7608 1.368 5.145

Smilšmāls (alūvijs) 2.3 1.127 8.3352 7.2082 21.0 151.373

Kopējais 336.012

Kopējais nosacītā pamata pašsvars:

1 1

22

3.3.3. Spiedienu (uz grunti) noteikšana

Vismazākā nestspēja nesošajam slānim ir projektēšanas

situācijas DA1 2. kombinācijas gadījumā:


∑

∑ 11 1

Vidējais spiediens zem pamatu pēdas:

1 ∑ 1 ∑

1 1 1

1

⁄


1 1 ⁄

Maksimālais spiediens, ko spēj nodot nosacītais pamats gruntij, kas

atrodas zem tā pēdas, (pie DA1 situācijas 1. kombinācijas) ir:

1 1 1

1 1

⁄

1 1

1 1

3.3.4. Nesošā slāņa nestspējas aprēķins


( ), kur:

1 – atbilstoši smilšmālam ar IL≤

0.25 (LBN 207 6. piel. 3. tab.);



– atbilstoši LBN 207 5. piel. 1. tab. pie ;

(

) (

1 )


nosacītās pamatu pēdas platums (1.904 m);

γII - zem pamata pēdas līmeņa esošās grunts vidēji svērtais īpatnējais svars (21 kN/m3);

1 – atbilstoši LBN 207 5. piel. 1. tab. pie ;

d1 = 8.2 m – dziļums no grunts naturālā līmeņa līdz pāļu galam;


– atbilstoši LBN 207 5. piel. 1. tab. pie ;

cII – saiste (37 kPa) gruntij tieši zem nosacītās pamatu pēdas;

∑

⋅ ⋅ ⋅ ⋅

1

Att. 3.4. Pāļu pamata

nosacītā pamatu pēda

23

1 1

1 1 1 1 1 1 1

Grunts nestspējas pārbaude:


1 1 Nosacījums izpildās!

3.3.5. Spriegumu epīru konstruēšana

Grunti zem pāļa apakšējā gala dalu elementārjoslās, kas ir ne lielākas par 1

t.i., 0.5 m biezās joslās.

Grunts pašsvara izraisīto dabisko spriegumu epīra ir identiska tai, kādu konstruēja pie seklo pamatu

aprēķina. Papildus spriegumi, kuri rodas gruntī no pamata vertikālām slodzēm, kā arī paša nosacītā pamata

pašsvara ietekmē, tiek aprēķināti pēc formulas:

σ α, kur

– tīrais pieslodzes līmenis konkrētajā plaknē;

α – spriegumu izkliedes koeficients (LBN 207 2.pielikuma 1.tabula).

Lai noteikti spriegumu gruntī no papildu slodzes, nepieciešams koeficients α, ko iegūst no funkcijas

α f η :

; η

1

Spriegumu un sēšanās vērt bas

Slānis

ABS

augstuma

atzīme, m

Slāņa

biezums

h, m

Attālums no

pamatu pēdas

līdz slāņa

apakšai z, m

Relatīvā

dziļuma un

pamata

izmēra

attiecība ξ

α

Vertikālo

papildspriegumu

vidējā vērtība

σzp,i, kN/m2

Elementārjoslas

sēšanās s, m

Smilš

māl

s (a

lūvi

js)

11.8 0 0 0 1 371,48000 0

11,3 0,5 0,5 0,52521 0,888586 330,09198 0,00489

10,8 0,5 1 1,05042 0,625155 232,23275 0,00344

10,3 0,5 1,5 1,57563 0,399565 148,43045 0,002199

9,8 0,5 2 2,10084 0,267101 99,22262 0,00147

9,3 0,5 2,5 2,62605 0,186309 69,21000 0,001025

8,8 0,5 3 3,151261 0,134265 49,87665 0,000739

8,3 0,5 3,5 3,676471 0,101412 37,67244 0,000558

7,8 0,5 4 4,201681 0,079941 29,69655 0,00044

7,3 0,5 4,5 4,726891 0,064011 23,77862 0,000352

6,8 0,5 5 5,252101 0,052088 19,34974 0,000287

6,3 0,5 5,5 5,777311 0,04334 16,10007 0,000239

5,8 0,5 6 6,302521 0,036975 13,73539 0,000203

Piezīmes: Papildus vertikālais spiediens uz grunti pamatu līmenī:

SLS: p0 = 371.48 kN/m2;

Grunts elastības modelis E = 27 MPa

24

Papildspriegumu vidējās vērt bas un grunts spriegumu ep ra

25

3.3.6. Sēšanās aprēķins

Epīra tiek konstruēta, lai noteiktu pret kuru slāni ir jāveic sēšanās aprēķins. Dotajā gadījumā zem pāļu

pamatiem nav vājā slāņa, kuram E < 5 MPa, tāpēc sēšanos nosaka slānī, kur 0.2σzg krusto vidējo papildspriegumu

vērtību epīru.

Attiecīgais saspiežamā slāņa dziļums ir . Šajā attālumā pamats nosēdīsies par 1.43 cm no

pieļautajiem 8 cm, tātad s < su.

Pamatu sēšanās aprēķins veikts saskaņā ar LBN 207-01 53., 73., 74., 75. punktu, 2. pielikuma 1. punktu un

4. pielikumu, no kura tika iegūts maksimālās deformācijas.

3.4. Secinājumi

Lai nodrošinātu drošu ekspluatāciju, nepieciešami četri pāļi, kurus izvieto 1.6 m 1.6 m režģogā – 40 cm

iedziļinot. Pāļu garums ir 7.5 m un tie sasniedz smilšmāla slāni.

Šajā gadījumā pāļu aprēķinu visvairāk ietekmē grunts sastāvs, tāpēc aprēķinos svarīgākus rezultātus dot

projektēšanas situācija DA1 ar koeficientu paketi Nr. 2. Tas izskaidrojams ar salīdzinoši mazajām slodzēm, kas

pieliktas pāļiem.

26

Grafiskā daļa

Documents

Rīgas Tehniskās universitātes Būvniecības fakultāte · 5 Būvlaukuma virsmu un grunts slāņu virsmas pieņemt horizontālas. Būvlaukuma virsmu pieņemt pēc urbuma augšas