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 GEOTECHNICZNE I METODY SPRAWDZANIA STANÓW GRANICZNYCH 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 FUNDAMENTY

A BEZPOŚREDNIE B POŚREDNIE

przekazują obciążenie na podłoże gruntowe wyłącznie przez dolną powierzchnię (podstawę)

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 ŁAWY FUNDAMENTOWE

a FUNDAMENTY NA PALACH

pod ścianami budynków lub szeregiem słupów

b STOPY FUNDAMENTOWE

b FUNDAMENTY NA STUDNIACH

pod słupami konstrukcji budynków szkieletowych

zapuszczanych w grunt (np. kręgach studziennych)

c RUSZTY FUNDAMENTOWE

c 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 B GŁĘBOKIE

opierają się na warstwie nośnej występującej na nieznacznej głębokości (4–5 m ppt.),

wykonywane w głębokich wykopach, często po obniżeniu zwierciadła wody gruntowej (z użyciem specjalnych środków technicznych),

wykonuje się je w otwartym wykopie, bez specjalnych umocnień i bez specjalnych technologii,

zwykle wykonywane jako fundamenty pośrednie

zwykle wykonywane jako fundamenty bezpośrednie

3) stopień sztywności

3 FUNDAMENTY

A SZTYWNE B SPRĘŻYSTE (ODKSZTAŁCALNE)

pod wpływem obciążenia przemieszczają się jak ciało sztywne i nie ulegające odkształceniom, powodującym zmianę rozkładu oddziaływania podłoża

ulegają odkształceniom w trakcie przekazywania obciążenia

2. PROJEKTOWANIE FUNDAMENTÓW 2.1. FAZY PROJEKTOWANIA

FAZY PROJEKTOWANIA

1 ZAŁOŻENIA TECHNICZNO-

EKONOMICZNE (ZTE) 2 PROJEKT TECHNICZNY (PT)

końcowy projekt z rysunkami

a ZAŁOŻENIA PROJEKTOWE

wybór terenu, orientacyjna charakterystyka obiektu,

b PROJEKT WSTĘPNY

warianty rozwiązań budowli i fundamentu (wymiary, poziom posadowienia)

2.2. ELEMENTY PROCESU PROJEKTOWANIA FUNDAMENTÓW

1 BADANIA PODŁOŻA

GRUNTOWEGO

a In situ

Wyniki badań

b Laboratoryjne

2 WYMIAROWANIE GEOTECHNICZNE

a Analiza warunków geotechnicznych

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,

b Metoda obliczeń

Stanów granicznych (wg EC7)

Stanów granicznych (wg PN-81/B-

03020)

c Sprawdzenie

warunków obliczeniowych

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

b Szczególne wymagania projektowe wynikające z

warunków geotechnicznych

grunty wietrzelinowe, wysadzinowe, pęczniejące, zapadowe; przemarzanie podłoża: filtracja, ciśnienie spływowe; procesy erozyjne, osuwiskowe, technologiczne; tereny górnicze i krasowe

2 WYMAGANIA

TECHNICZNO-UŻYTKOWE

a Rodzaj budowli

b Procesy geologiczne

c Dopuszczalne przemieszczenia

d Istniejące fundamenty

e Głębokie wykopy

3 DOBÓR

FUNDAMENTU

Sprawdzenie warunków

obliczeniowych wg SG

a Nośności

Podłoże jednorodne

Podłoże warstwowe

Wartości obliczeniowe obciążenia i parametrów

b Stateczności

Wartości obliczeniowe obciążenia i parametrów

c Użytkowalności Przemieszczenia

Wartości obliczeniowe (charakterys-tyczne) obciążenia i parametrów

4 WYTYCZNE

WYKONAWCZE

2.4. DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

jej zakres uzależniony jest od zadania projektowego

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 PRZED- PROJEKTOWYCH

2

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA

DLA ZAŁOŻEŃ TECHNICZNO-

EKONOMICZNYCH

3

DOKUMENTACJA GEOTECHNICZNA DLA

PROJEKTU TECHNICZNEGO

szczególne przypadki, uzasadnione przypadki,

Rozpoznanie terenów dla celów planowania przestrzennego, Analiza materiałów źródłowych (mapy geologiczne, dokumentacje archiwalne, literatura), Analiza dokumentacji dla terenów sąsiednich,

Materiały archiwalne, Metody dokumentowania podłoża gruntowego, Morfologia badań, Budowa geologiczna, Warunki gruntowo-wodne, Geologiczno-inżynierska budowa gruntów, Wydzielenie warstw geotechnicznych, Parametry geotechniczne, Szczególne zalecenia dotyczące: posadowienia, realizacji robót ziemnych i fundamentowych

Uzupełnienie dokumentacji geotechnicznej dla założeń techniczno-ekonomicznych (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,

2) warstwicowy plan terenu projektowanych i istniejących budowli (z zaznaczeniem miejsca badań) w skali 1:1000,

3) charakterystyka projektowanej konstrukcji,

4) opis geologiczny terenu,

5) dzienniki wierceń,

6) wyniki badań geofizycznych,

7) opis istniejących budowli,

8) zestawienie wyników badań laboratoryjnych,

9) profile analityczne otworów,

10) przekroje geotechniczne przez punkty badawcze,

11)

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

3. PODSTAWY PROJEKTOWANIA GEOTECHNICZNEGO WEDŁUG EUROKODU 7 3.1. KATEGORIE GEOTECHNICZNE I METODY SPRAWDZANIA STANÓW GRANICZNYCH projektowanie posadowienia poprzedza klasyfikacja obiektu (lub jego części) do

odpowiedniej kategorii geotechnicznej, wyróżnia się 3 kategorie geotechniczne:

Kategoria geotech-niczna

Charakterystyka Rodzaje konstrukcji lub jej

części Zakres rozpoznania

podłoża

1

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

typowe rodzaje konstrukcji i fundamentów w prostych i złożonych warunkach gruntowych, wymagające oceny ilościowej danych z badań geotechnicznych i ich analizy

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,

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

3

bardzo duże nietypowe konstrukcje lub ich części narażone na nadzwyczajne ryzyko, w nietypowych i trudnych warunkach gruntowych

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, 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 podejście klasyczne,

2) wymagań przepisów gdy analiza porównywalnych doświadczeń czyni obliczenia zbędnymi,

3) próbnego obciążenia i badań doświadczalnych

dla uzasadnienia projektowanego rozwiązania lub uzupełnienia danych (z wykorzystaniem doświadczeń w postaci próbnego obciążenia, badań modelowych itp.),

4) obserwacji 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, albo wyprowadzając je z wartości reprezentatywnych Frep zgodnie z zależnościami

krep

repFd

FF

FF

(3.1)

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

Oddziaływanie SymbolZestaw

A1 A2

stałe niekorzystne

G 1,35 1,0

korzystne 1,0 1,0

zmienne niekorzystne

Q1,5 1,3

korzystne 0 0

wyjątkowe niekorzystne A 1,0 1,0

wyróżnia się 2 kombinacje oddziaływań (obciążeń):

Lp. Kombinacja Opis Wzór

1 podstawowa składa się z obciążeń stałych

i zmiennych

n

FiFioi

n

FiFi QGP11

(3.2)

oi – współczynnik jednoczesności (wg PN-82/B-2000), GFi – charakterystyczna wartość

oddziaływań stałych, QFi – charakterystyczna wartość

oddziaływań zmiennych,

Fi – współczynnik obciążeń (odpowiednio stałych lub zmiennych)

2 wyjątkowa składa się z obciążeń

stałych, zmiennych i jednego wyjątkowego

AQGPn

FiFioi

n

FiFi 11

(3.3)

A – wartość uwzględnianego

oddziaływania wyjątkowego

wartości współczynnika jednoczesności działania obciążeń zmiennych oi:

Lp. Oddziaływanie zmienne Liczba oddziaływań i Współczynnik oi

1 podstawowe 1 1,0

2 drugie 2 0,9

3 trzecie 3 0,8

4 wszystkie pozostałe 4 0,7

3. 2.1.2. WARTOŚCI OBLICZENIOWE PARAMETRÓW GEOTECHNICZNYCH

wartości obliczeniowe parametrów geotechnicznych Xd wyznacza się z wartości charakterystycznych ze wzoru

M

k

d

XX

(3.4)

w których: M – współczynnik częściowy do parametru geotechnicznego, Xk – wartość charakterystyczna parametru geotechnicznego,

współczynniki częściowe M do parametru geotechnicznego podaje tabela

Parametr geotechniczny SymbolZestaw

M1 M2

tangens kąta tarcia wewnętrznego ’ 1,0 1,25

spójność efektywna c’ 1,0 1,25

wytrzymałość na ścinanie bez odpływu cu 1,0 1,4

wytrzymałość na ściskanie jednoosiowe qu 1,0 1,4

ciężar objętościowy 1,0 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 Typ Charakterystyka

1 EQU utrata równowagi

konstrukcji lub podłoża

konstrukcję i podłoże traktuje się jak ciało sztywne albo wytrzymałość materiałów konstrukcyjnych i gruntu jest nieistotna dla zapewnienia nośności

2 STR wewnętrzne zniszczenie

lub nadmierne odkształcenie konstrukcji

wytrzymałość materiałów konstrukcyjnych jest istotna w zapewnieniu nośności

3 GEO zniszczenie lub nadmierne

odkształcenie podłoża

wytrzymałość gruntu jest decydująca dla zapewnienia nośności

4 UPL

utrata stateczności konstrukcji lub podłoża

(utrata równowagi pionowej)

spowodowana jest ciśnieniem wody (wyporem) lub innymi oddziaływaniami pionowymi

5 HYD

hydrauliczne unoszenie cząstek, erozja

wewnętrzna lub przebicie hydrauliczne

spowodowane spadkiem hydraulicznym

3.2.2.1. SPRAWDZENIE RÓWNOWAGI STATYCZNEJ

analiza granicznego stanu równowagi statycznej lub ogólnego przemieszczenia konstrukcji albo podłoża (EQU) wymaga spełnienia warunku

ddstbddst

TEE ;;

(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

dd

RE (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

RdMkrepFdd

RdkrepFdd

dMkrepFdd

aXFRR

aXFRR

aXFRR

/;/;

/;;

;/;

(3.7)

w których: ad– wartość obliczeniowa danych geometrycznych,

R – współczynnik częściowy dla nośności,

współczynniki częściowe R dla nośności (dotyczące fundamentów bezpośrednich) podaje tabela

Nośność SymbolZestaw

R1 R2 R3

nośność podłoża R;v 1,0 1,4 1,0

przesunięcie (poślizg) R;h 1,0 1,1 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

ddstbddst

RGV ;;

(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

dstbddst

dstbddst

GS

u

;;

;;

'

(3.9)

3.2.2.5. STANY GRANICZNE UŻYTKOWALNOŚCI

analiza stanów granicznych użytkowalności w podłożu, elemencie konstrukcyjnym lub ich połączeniu wymaga spełnienia warunku

dd

CE (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 PROJEKTOWANIA GEOTECHNICZNEGO FUNDAMENTÓW BEZPOŚREDNICH uwzględnia się i sprawdza następujące rodzaje stanów granicznych fundamentów

bezpośrednich (stóp, ław i płyt)

Lp. Rodzaj stanu granicznego

1) wyczerpanie nośności, zniszczenie na skutek przebicia lub wypierania,

2) utrata stateczności ogólnej,

3) utrata stateczności ogólnej na skutek przesunięcia (poślizgu),

4) łączna utrata stateczności podłoża i zniszczenia konstrukcji,

5) zniszczenie konstrukcji na skutek przemieszczenia fundamentu,

6) nadmierne osiadanie

7) nadmierne wypiętrzenie spowodowane pęcznieniem, przemarzaniem lub innymi 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

dd

RV (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)

:pddd

RRH (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

dd

CE (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

2) różnica osiadań s

3) przechylenie

4) strzałka wygięcia

5) wskaźnik wygięcia l

6) obrót

7) względny obrót

8) odkształcenie kątowe s

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