FUNDAMENTOWANIE PODSTAWOWE METODY OBLICZENIOWE

Fundamentowanie – podstawowe metody obliczeniowe
Skrypt do ćwiczeń projektowych
Anna Borowiec

Opis

Skrypt stanowi zwarte i cenne opracowanie dydaktyczne prezentujące aktualny stan wiedzy na temat projektowania fundamentów bezpośrednich (stóp) i pośrednich budynków (pali). Przedstawiono w nim dwa różne podejścia do projektowania fundamentów: podejście oparte na wycofanych polskich normach oraz podejście zawarte w aktualnych normach europejskich (eurokodach).
W skrypcie zaprezentowano metody obliczania dla podstawowych typów fundamentów stosowanych w budownictwie: stóp i pali fundamentowych, a także metody obliczania nośności podłoża gruntowego. Dla każdego typu fundamentu przedstawiono dwa podejścia obliczeniowe: pierwsze bazujące na starych polskich normach, a drugie zgodne z zapisami normy Eurokod 7. W celu przedstawienia różnych metod obliczania pola podstawy fundamentów oraz długości pali fundamentowych podano wiele wzorów, które wyjaśniono, a w przypadku różnych wyników obliczeń wykonanych na podstawie dawnych norm polskich i aktualnej normy europejskiej – zinterpretowano występujące rozbieżności.
Jest to porównanie bardzo cenne, ponieważ na tych samych przykładach zobrazowano różnice w ogólnym podejściu do projektowania fundamentów stosowanym dawniej w Polsce oraz zawartym w obowiązującej dzisiaj normie europejskiej, a także różnice w metodach obliczeń.
Podane w skrypcie przykłady obliczeniowe mają walor praktyczny i są poświęcone projektowaniu w danych warunkach geologiczno-inżynierskich fundamentów bezpośrednich (stóp fundamentowych) oraz posadowienia fundamentu na palach pod oczep, porównaniu nośności w warunkach z odpływem wody i bez niego, a także wyznaczeniu nośności pala Franki metodą Wiłuna, na podstawie pomiarów sondy CPT wykonanych przy użyciu stożka Begemanna.
Skrypt ma charakter uniwersalny i może być wykorzystywany przez badaczy i praktyków z branży budownictwa: naukowców, projektantów, ekspertów budowlanych, konsultantów, studentów i osoby zaangażowane w projektowanie fundamentów budynków oraz budowli.

Spis treści

1. Podstawowe informacje i oznaczenia 5
1.1. Słowem wstępu 5
1.2. Najważniejsze oznaczenia występujące we wzorach 6
2. Stopy i ławy w normie PN-B-03020:1981 11
2.1. Wprowadzenie teoretyczne 11
2.2. Uniwersalność wzoru na opór graniczny QfNB 15
2.3. Dobór poziomu posadowienia 16
2.4. Odrywanie stopy od podłoża i wymiary zredukowane 17
2.5. Przykład obliczeniowy nr 1 18
2.5.1. Zestawianie obciążeń na poziomie posadowienia 21
2.5.2. Sprawdzenie braku odrywania stopy i wyznaczenie efektywnego pola kontaktu 22
2.5.3. Uwzględnienie ciężaru objętościowego gruntu 22
2.5.4. Obliczeniowa wartość nośności podłoża w warunkach z odpływem QfNB 24
2.5.5. Sprawdzenie stanu granicznego nośności 24
2.5.6. Stan graniczny użytkowania 25
2.6. Definicja warstwy nienośnej dla fundamentu bezpośredniego 31
3. Pale w normie PN-B-02482:1983 33
3.1. Wstęp teoretyczny 33
3.2. Nośność pali w grupie 36
3.3. Komplikacje związane z wyznaczaniem q i t 39
3.3.1. Grunty niespoiste średnio zagęszczone i zagęszczone 39
3.3.2. Definicja warstwy nienośnej w normie PN-B-02482:1983 41
3.4. Dodatkowe wytyczne normy PN-B-02482:1983 44
3.5. Przykład obliczeniowy nr 2 45
3.5.1. Sprawdzenie przypadku na rysunku 5 normy PN-B-02482:1983 46
3.5.2. Wyznaczenie jednostkowej charakterystycznej i obliczeniowej wytrzymałości gruntu pod podstawą pala, czyli q(n) i q(r) 47
3.5.3. Wyznaczenie jednostkowych charakterystycznych i obliczeniowych wytrzymałości gruntu wzdłuż pobocznicy pala, czyli ti(n) i ti(r) 47
3.5.4. Wyznaczenie nośności pojedynczego pala 50
3.5.5. Przyjęcie liczby i rozkładu pali 50
3.5.6. Sprawdzenie stanu granicznego nośności dla pojedynczego pala 51
3.5.7. Sprawdzenie nośności pali w grupie 52
3.5.8. Zmiana technologii palowania na CFA 54
3.5.9. Wpływ momentów zginających oczep 55
4. Uwagi o normach geotechnicznych w Polsce 56
5. Fundament rozproszony w PN-EN 1997:2008 60
5.1. Nowości i różnice w stosunku do PN-B-03020:1981 60
5.2. Podejścia obliczeniowe 61
5.3. Nośność podłoża budowlanego 63
5.3.1. Opór podłoża w warunkach z odpływem (DC) 63
5.3.2. Opór podłoża w warunkach bez odpływu (UC) 65
5.4. Przykład obliczeniowy nr 3 66
6. Zastosowanie CPT w projektowaniu pali 73
6.1. Pale w Eurokodzie 7 73
6.1.1. Definicja nośności pala 74
6.1.2. Wykorzystanie pomiarów sondą statyczną (CPT) 76
6.1.3. Podsumowanie 78
6.2. Podejście Wiłuna 79
6.3. Przykład obliczeniowy nr 4 81
6.3.1. Wyznaczenie miarodajnej qc 83
6.3.2. Odczytanie współczynników αp i βp 83
6.3.3. Charakterystyczna wartość nośności podstawy pala 84
6.3.4. Charakterystyczna wartość nośności pobocznicy pala 84
6.3.5. Nośność całkowita pala w metodzie Wiłuna 86
Bibliografia 87