Transcript Mehanika tla i fundiranje

MEHANIKA TLA I FUNDIRANJE
Osnovne vrste tla




1. Prema načinu postanka tlo može da bude rezidualno
(nepokretno) ili transportovano (izmešteno)
2. Prema veličini čestica postoji krupnozrno tlo,
(0.06<pesak<2mm<šljunak<60mm<obluci), sitnozrno tlo
(glina<0.002mm<prašina<0.06mm i organske gline i prašine),
i treset.
3. Simboli granulometrijskog sastava su: G, S, M, C, O, Pt
4. Prema jedinstvenom klasifikacionom sistemu:
G, S + W, P, U
M, C, O + H, I, L
Osnovne vrste tla
5. Terenska identifikacija krupnozrnog tla – vizuelni
granulometrijski sastav podrazumeva odvajanje O, G, S,
procenu W, P, U prema tome koja zrna dominiraju i na kraju
procenjuje količina sitnozrnog tla; ukoliko ga ima preko 12%
uzorak se ocenjuje kao zaprljan i dobija oznaku F ili C.
 6. Terenska identifikacija sitnozrnog tla
- Ocenjivanje čvrstoće grudve u suvom stanju
- Ocenjivanje sposobnosti otpuštanja vode
- Ocenjivanje sjajnosti tla

Laboratorijski pokazatelji vrste tla

7. Granulometrijski sastav tla
Određjuje se metodom sejanja (D>0.075) ili hidrometrisanja
(D<0.075).
 8. Koeficijent uniformnosti: CU = D60/D10 (CU<5 – jednoličan
sastav, 5<CU<15 – umereno jednoličan sastav, CU>15 –
nejednoličan sastav)
 9. Koeficijent zakrivljenosti: CZ = D302/D10D60 (1<CZ<3 – tlo
je dobro graduirano)
Laboratorijski pokazatelji vrste tla
Laboratorijski pokazatelji vrste tla
10 - 13. Aterbergove granice konzistencije
Laboratorijski pokazatelji vrste tla
14. Indeks plastičnosti: IP = ωL – ωP
 15. Indeks konzistencije: IC = (ωL – ω)/ IP
 16. Indeks tečenja: IL = (ω – ωP)/ IP
 17. Indeks skupljanja: IS = ωP – ωS

Laboratorijski pokazatelji vrste tla
18. Casagrande-ov dijagram plastičnosti
Laboratorijski pokazatelji fizičkog stanja tla
19. Faze u tlu i odnosi faza
Laboratorijski pokazatelji fizičkog stanja tla

20. Poroznost i koeficijent poroznosti
n = VV/V ∙ 100% - odnos zapremine pora i ukupne zapremine
e = VV/VS - odnos zapremine pora i zapremine čvrstih čestica tla
e = n/ (1-n); n = e/(1+e)
 21. Specifična masa
GS = γS /γW – koeficijent koji pokazuje koliko je puta čestica tla
teža od čestice vode
 22. Zapreminska masa tla: γ = W/V = M/V ∙ g = ρ ∙ g (kN/m3)

23-25. γ’< γd < γ < γz < γs
Laboratorijski pokazatelji fizičkog stanja tla
26. ω = (M – MS)/M ∙ 100% - vlažnost uzorka je
odnos mase vode u uzorku i same težine uzorka
procentualno izražena. Određuje se laboratorijski,
direktnim metodom.
 27. ωZ = (1/ γd – 1/ γs) ∙ γW ∙ 100% - vlažnost uzorka
pri zasićenju, tj. u momentu kada su sve pore
ispunjene vodom.
 28. SR = ω / ωZ ∙ 100% - stepen zasićenja predstavlja
odnos prirodne vlažnosti uzorka i vlažnosti pri
zasićenju.

Laboratorijski pokazatelji fizičkog stanja tla
29. Zbijenost sitnozrnog tla i
stepen zbijenosti
Zbijanjem se povećava
smičuća otpornost, smanjuje
deformabilnost i
vodopropusnost tla.
RC = γd / γd max ∙ 100% - koristi
se za određivanje potrebne
vlažnosti za postizanje tražene
zbijenosti tla.
30. Standardni i modifikovan
Proktorov opit
Laboratorijski pokazatelji fizičkog stanja tla
31. Zbijenost krupnozrnog tla i relativna zbijenost tla
Dr = (emax – e) / (emax – emin) – preko koeficijenta poroznosti
Dr = γd max (γd – γd min) / γd (γd
zapreminske težine u suvom stanju
max
– γd
min)
– preko
Laboratorijski pokazatelji mehaničkih svojstava tla
32. Morov krug napona. Veze glavnih napona i napona u datoj
ravni
Laboratorijski pokazatelji mehaničkih svojstava tla
33. Totalni, efektivni i neutralni naponi u tlu
34. Stišljivost tla
Stišljivost je osobina tla da se u toku vremena deformiše i sleže.
Sleganje tla pod dejstvom opterećenja je konsolidacija, koja
može biti primarna i sekundarna. Stišljivost uzorka se određuje
edometarskim opitom koji služi za dobijanje sledećih parametara:
MV – modul stišljivosti, aV – koeficijent stišljivosti, CC – indeks
stišljivosti, CS – indeks bubrenja
MV = Δσ /Δε predstavlja odnos priraštaja napona prema priraštaju
deformacija
35.Edometarski opit
35.Edometarski opit
35.Edometarski opit
36. Modul stišljivosti
37. Smičuća čvrstoća tla
37. Smičuća čvrstoća tla
37. Smičuća čvrstoća tla
Smičuća čvrstoća tla
38. Morov krug napona. Veze glavnih napona i napona u ravni
loma
Smičuća čvrstoća tla
38. Morov krug napona. Veze glavnih napona i napona u ravni
loma
39. Jednoaksijalna čvrstoća tla
40. Prostiranje opterećenja u tlu –
aproksimativni proračun
Štajnbrenerov dijagram
Prostiranje opterećenja u tlu - izobare
41. Sleganje opterećene površine elastičnog poluprostora
42. Sleganje temelja na nehomogenom tlu
43. Konsolidacija tla
44. Granično i dozvoljeno opterećenje tla
44. Granično i dozvoljeno opterećenje tla


Granično opterećenje tla je
intenzitet opterećenja koji
dovodi do sloma tla ispod
temelja; označava se sa qf.
Dozvoljeno opterećenje se
sračunava kao qdoz = qf / F, i
koristi se za izračunavanje
sleganja primenom metoda
teorije elastičnosti.
45. Nosivost temelja po Terzaghiju
 qf

= γ∙b∙Nγ + q0∙Nq + c∙Nc
U izrazu za granično opterećenje prvi član je uticaj
sopstvene težine tla ispod ravni temelja; drugi član je
uticaj opterećenja u ravni temelja, a treći uticaj
kohezije. Faktori Nγ , Nq i Nc se zovu faktori
nosivosti i zavise samo od ugla trenja.Rešenje važi
za beskonačnu, centrično ravnomerno opterećenu
traku sa simetričnom dubinom ukopavanja.
46. Nosivost temelja po “Pravilniku o
tehničkim normativima ze temeljenje”






qd = γ`/2∙B`∙Nγ∙sγ∙iγ + (cm`+
q ∙tgφm`) ∙Nc∙sc∙dc∙ic+q
tgφm`= tgφ`/Fφ, Fφ= 1.5
cm`= c`/Fc, Fc = 2.5
sγ = 1- 0.4B/L, sc= 1+0.2B/L
dc = 1+0.35D/L
χ = H/ (A∙cm`+V∙tg φm`)
46. Nosivost temelja po “Pravilniku o
tehničkim normativima ze temeljenje”
47-56. Bočni pritisci tla
47-56. Bočni pritisci tla
57-60. Pritisak na krute potporne zidove
FUNDIRANJE


1. Projektovanje temelja se vrši prema graničnom stanju
konstrukcije i tla ispod objekta sa osvrtom na ekonomski
faktor u pogledu utroška materijala, obima radova i troškova
gradnje.
Postupak
obuhvata:
prikupljanje
potrebne
dokumentacije, procenu svojstava tla ispod objekta, izbor
dubine fudiranja i tipa temelja, određivanje nosivosti tla ispod
objekta i napona u kontaktnoj spojnici, kontrola stabilnosti
temelja, proračun sleganja i izbor načina izvršenja radova.
2. Potrebnu tehničku dokumentaciju čine: geodetske,
seizmološke, hidrogeološke, geotehničke podloge i
arhitektonsko – građevinski projekat.
3. Parametri koji utiču na izbor dubine
fundiranja

Opasnost od mraza
 Sastav i svojstva tla
 Hidrogeološki uslovi
 Osetljivost tla na promenu uslova
 Dubina fundiranja susednih objekata
 Postojeće komunikacije i prepreke
 Veličina i priroda opterećenja
 Namena objekta
 Dubina erozije rečnog dna
4. Dejstvo mraza




Kada se temelj oslanja na stenu mora se sprečiti prodor vode u
kontaktnu površinu ako je ona u zoni zamrzavanja.
Kada se temelj oslanja na sloj peska ili šljunka dubina
fundiranja je najmanje 0.5m a nivo podzemne vode mora biti
ispod dubine zamrzavanja.
Za ostale vrste tla dubina fundiranja zavisi od NPV.
Dubina zamrzavanja je ona dubina na kojoj se može ostvariti
zamrzavanje tla (-1°C za nekoherentno a + 1°C za ostale vrste
tla). U našim uslovima min dubina fundiranja je 0.8 – 1.0m.
5. Sastav i svojstva tla
6. Osetljivost tla na promenu vlažnosti


Ekspanzivna tla – tla visoke plastičnosti su tla koja pri
promeni vlažnosti menjaju svoju zapreminu (bubrenje i
skupljanje) u meri koja uzrokuje deformacije tla i oštećenja
objekata.
Metastabilna tla – les: prašinasto tlo eolskog porekla, veoma
osetljivo na povećanje vlažnosti pri čemu dolazi do raskidanja
strukturnih veza i tzv. kolapsa lesa praćenog velikim
sleganjima.
7. Dubina fundiranja susednih objekata
Df1
Df3
Df2
Df1
Df3
Df2
8. Namena objekta
Df2
Df1
Df1
9. Vrste plitkih temelja
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Masivni temelji
Trakasti temelji
Temelji samci
Temeljni nosači (kontragrede)
Temelni roštilji
Temeljne ploče
10. Vrste dubokih temelja
1.
2.
3.
4.
Temelji na šipovima
Duboki masivni temelji
Temelji na bunarima
Temelji na kesonima
11. Ekscentrično opterećen temelj u obe
ravni
12. Ekscentrično opterećen temelj u jednoj ravni
Df
Df
s
s
s
s
s
s
s
19. Centrično opterećen temelj
14. Centrisanje temelja
V
x
15. Određivaje visine temelja i kontrola
pritisaka na tlo ispod temelja


Visina temelja se određuje na iz uslova nosivosti materijala od
koga je temelj napravljen, najčešće su to pravila
dimenzionisanja betonskih elemenata.
Naponi u kontaktnoj površini temelja i tla potiču od dejstva
opterećenja sa konstrukcije (centrično ili ekscentrično), težine
temelja i težine nasutog tla (centrično). Odstupanje stvarnih
napona u tlu u odnosu na dozvoljene vrednosti ne bi trebalo da
prelazi ±5%.
16. Kontrola stabilnosti temelja
Df
SV
17.Trakasti temelj (ekscentrično i centrično
opterećen)
V
V
d
18. Dimenzionisanje NAB trakastog
temelja
a
d
a/2
sn·a
Oblikovanje NAB trakastog temelja
a
a
z
z
d
Df
d
d
d
Oblikovanje NAB trakastog temelja
z
Df
d
Oblikovanje NAB trakastog temelja
19. Dimenzionisanje AB trakastog temelja
a
a
Oblikovanje AB trakastog temelja
Oblikovanje AB trakastog temelja
a1
a2
z
Df
d
20. Temelj samac ekscentrično opterećen u
prostoru
Temelj samac ekscentrično opterećen u jednoj ravni
(slika levo) i centrično opterećen (slika desno)
21. Oblikovanje NAB temelja
AB jastuk
22. Dimenzionisanje AB temelja samca
Armiranje AB temelja samca (prema Loseru)
Armiranje AB temelja samca (prema
Vinterkornu)
Kontrola temelja na proboj stuba
23. Temelji montažnih stubova
24. Temelji čeličnih stubova
25. Zajednički temelji – krutost temelja
26. Zajednički temelji – određivanje
dimenzija
Zajednički temelji – određivanje dimenzija
Zajednički temelji – oblikovanje temelja
Zajednički temelji – presečne sile u podužnom
pravcu
Zajednički temelji – presečne sile u poprečnom
pravcu
27. Temeljni roštilji
28. Temeljne ploče
29. Vrste šipova
1.
2.
3.
Prema načinu prenošenja opterećenja: stojeći
i lebdeći
Prema materijalu od koga su napravljeni:
drveni, čelični i betonski
Prema načinu izvođenja: pobijeni i građeni
direktno u tlu
30. Postupak pobijanja šipova u tlo

Tokom ovog procesa treba savladati otpor tla i
sačuvati šip od oštećenja (kao zaštita se koriste
tzv. kape). Pobijanje se vrši maljevima koji se
razlikuju u zavisnosti od prisustva kohezije u
tlu i sposobnosti tla da lakše ili teže otpušta
vodu prilikom potresa. Postoje gravitacioni
malj, malj sa pogonom na vazduh pod
pritiskom i vibromaljevi.
31. Drveni i čelični šipovi
32. Betonski gotovi šipovi
33. Betonski šipovi građeni u tlu
34. Betonski bušeni šipovi – HW i Benoto
35. Betonski bušeni šipovi – dijafragma šipovi
36. Betonski bušeni šipovi – šipovi bunari
37. Granično opterećenje šipa

Granično opterećenje, tj. nosivost šipa je aksijalna sila pritiska
koja dovodi do naglog sleganja šipa i predstavlja zbir nosivosti
baze i omotača šipa.
38. Dozvoljeno opterećenje šipa
Dozvoljeno opterećenje predstavlja nosivost šipa
podeljenu određenim faktorom sigurnosti.
Sdoz= N/Fs, gde je:
N – nosivost šipa, odnosno granično opterećenje
Fs – faktor sigurnosti, kreće se od 1.5 – 1.7

39. Načini proračuna nosivosti šipa
1.
2.
3.
4.
5.
Na osnovu iskustva
Na osnovu geomehaničkih osobina tla
Na osnovu dinamičkih postupaka
Na osnovu rezultata opita statičke i
dinamičke penetracije
Na osnovu probnog opterećenja
40. Proračun nosivosti šipa na osnovu
geomehaničkih svojstava tla
N
N
l
sgr
sgr
N
N
41. Nosivost grupe šipova
42. Određivanje potrebnog broja i rasporeda
šipova
43. Proračun sila u šipovima -dejstvo M i T
44. Šipovi opterećeni horizontalnim silama
45. Određivanje potrebne dužine šipa
46. Sleganje šipova
47. Metode zaštite bočnih strana iskopa temeljne
jame
1.
2.
3.
4.
5.
Temeljna jama bez zaštite bočnih strana iskopa
Zaštita bočnih strana temeljne jame posle iskopa
Zaštita bočnih strana temeljne jame tokom iskopa
Zaštita bočnih strana temeljne jame prethodno u tlo
pobijenim zaštitnim zidovima
Zaštita bočnih strana temeljne jame prethodno u tlu
izbetoniranim zaštitnim zidovima
48.Temeljna jama bez zaštite bočnih strana
iskopa
49. Zaštita bočnih strana temeljne jame
posle iskopa
s
s
49. Zaštita bočnih strana temeljne jame
posle iskopa
49. Zaštita bočnih strana temeljne jame
posle iskopa
50. Zaštita bočnih strana temeljne jame
tokom iskopa
51. Zaštitni priboji
51. Zaštitni priboji
52. Zaštita bočnih strana temeljne jame
dijafragmama