Transcript Príklad_10

Pilótové základy
Cvičenie č. 10
Zadanie č. 10a
Navrhnite pre investičný zámer potrebný počet, priemer a rozmiestnenie
vŕtaných pilót v skupine centricky zaťaženej silou Vd = 2,25 MN s pätou pilót
v siltoch triedy F5 konzistencie Ic = 0,80 s dĺžkou votknutia pilót lf = 4 m.
Návrh vykonajte podľa tabuľkových hodnôt únosnosti pilót.
Výpočet vykonáme podľa STN 73 1002 Pilótové základy a STN 73 1002/Z1.
Z tabuliek v norme vyberieme vhodnú tabuľku podľa druhu zeminy
v základovej pôde.
2
Pre náš prípad je vhodná tabuľka Tab. 6. pre vŕtané pilóty a zeminy triedy F1 až
F6. Pre zistenie zvislej tabuľkovej únosnosti Uv,tab je potrebné navrhnúť priemer
pilóty.
3
Počet pilót nutných na prenesenie zaťaženia určíme nasledovne:
n
Vd
U v ,tab
Pre centrické zaťaženie je vhodné navrhnúť symetrický základ.
Minimálny rozmer základu určíme na základe doporučených
vzájomných vzdialeností pilót a vzdialeností pilót od okraja základu.
Rozmiestnenie pilót je zrejmé z obr.
Najmenšia vzájomná osová vzdialenosť pilót
(priemer ≤ 600 mm) je 2,5d;
pre d > 600 mm je 1,5d
Minimálna osová vzdialenosť pilóty od okraja roznášacieho základu
je 1,5d.
4
5
Zadanie č. 10b
Určite zvislú únosnosť vŕtanej pilóty priemeru d = 0,6 m,
dĺžky L = 6 m – zhotovená je pod ochranou výpažnice – vrt suchý
Geologický profil
±0,0 – 3,0 m íl s nízkou plasticitou F6=CL, gk = 20,5 kN.m-3;
φ'k = 18°; c'k = 16 kPa, konzistencia tuhá až mäkká
3,0 – 8,0 m
piesok s prímesou jemnozrnnej zeminy S3=S-F,
gk = 17,5 kN.m-3; φ'k = 28°; c'k = 0 kPa
stredne uľahnutý
8,0 – 10,0 m íl s nízkou plasticitou F6=CL, gk = 21 kN.m-3;
φ'k = 18°; c'k = 20 kPa, konzistencia pevná
6
7
Únosnosť pilóty (medzný stav GEO) budeme určovať podľa
návrhového postupu 2. Pilótu navrhujeme s nasledujúcou
kombináciou parciálnych súčiniteľov "A1 + M1 + R2".
Vzhľadom na to, že pilóta je navrhovaná vo vrstvách ílu a piesku,
ide o pilótu plávajúcu podľa STN 73 1002, podľa EC7 ide o
"displacement pile" tzn. zemina je z priestoru budúcej pilóty
odstránená. Uvažujeme s únosnosťou na päte pilóty a s plášťovým
trením v únosnej vrstve piesku S3.
Keďže neuvažujeme s negatívnym plášťovým trením, použijeme
skupinu parciálnych súčiniteľov pre parametre zeminy M1.
Parciálne súčinitele pre tento návrhový postup sú označené v
nasledujúcich tabuľkách farebne.
8
Zaťaženia
trvalé
Symbol
nepriaznivé
priaznivé
premenné
nepriaznivé
priaznivé
Parameter zeminy
gG
gQ
Symbol
Skupina
A1
A2
1,35
1,0
1,0
1,0
1,5
1,3
0
0
Skupina
M1
M2
uhol vnútorného trenia *
gφ'
1,0
1,25
efektívna súdržnosť
g c'
1,0
1,25
šmyková pevnosť
za neodvodnených podmienok
gcu
1,0
1,4
jednoosová pevnosť
gqu
1,0
1,4
objemová tiaž
gg
1,0
1,0
* tento súčiniteľ sa aplikuje na tg φ'
9
Únosnosť
Symbol
Skupina
R1
R2
R3
R4
päty
gb
1,25
1,1
1,0
1,6
plášťa (v tlaku)
gs
1,0
1,1
1,0
1,3
celková/kombinovaná (v
tlaku)
gt
1,15
1,1
1,0
1,5
plášťa v ťahu
gs,t
1,25
1,15
1,1
1,6
Návrhové charakteristiky zeminy F6:
γ d ,F 6 
γk
γγ
tg φ d ,F 6 
tg φ k
γφ
c d ,F 6 
c k
γc
Návrhové charakteristiky zeminy S3:
γ d ,S 3 
10
γk
γγ
tg φ d ,S 3 
tg φ k
γφ
c d ,S 3 
c k
γc
Únosnosť päty pilóty:
kde
γb
Rb,d je
k1
návrhová únosnosť päty pilóty
súčiniteľ závislý od dĺžky pilóty
L
k1
L≤2
1,00
2 < L ≤4
1,05
4 < L ≤6
1,10
L>6
1,15
Ab
plocha päty pilóty
Ab  π
11
R b ,d 
k 1  Ab  R d
d
2
4
Únosnosť základovej pôdy pod pätou pilóty Rd
R d  1 ,2  c d  N c  1  sin φ d   γ 1  L  N d  γ 2
gb
d
2
parciálny súčiniteľ únosnosti pre pätu pilóty, gb = 1,1
Súčinitele únosnosti, závislé od návrhovej hodnoty uhla
šmykovej pevnosti:
Nd
 o φ d   π tg φ d 
 tg  45 
e
2 

2
N c   N d  1   cot g φ d
N b  1 ,5   N d  1   tg φ d
12
Nb
Objemová tiaž zeminy nad pätou pilóty:
γ1 
γ d , F 6  h 1  γ d ,S 3   L  h 1 
L
Uvažujeme hĺbku šmykovej plochy pod pätou pilóty zs = 2B ≈ 2d
pre zeminy S1 - S3 a G1 - G3.
V danej zóne medzi pätou pilóty a šmykovou plochou sa nachádza
len zemina S3 takže potom:
Objemová tiaž zeminy pod pätou pilóty:
γ 2  γ d ,S 3
13
Únosnosť na plášti pilóty vo vrstve piesku S3:
R s ,d 
kde:
γs
Rs,d je návrhová únosnosť na plášti pilóty vplyvom trenia
medzi pilótou a zeminou
u
obvod pilóty
hi
výška vrstvy zeminy pre výpočet plochy na plášti pilóty
Lp
výška vzniku plastickej deformácie pilóty, ktorú odčítame
od vrstiev, kde uvažujeme plášťové trenie
podľa Caquot-Kérisela
hi' = L – hi – Lp
fsi
gs
14
u Σ h i  f si
Lp 
d
4
2/3
Nd
trenie na plášti pilóty v i-tej (únosnej) vrstve
parciálny súčiniteľ únosnosti pre únosnosť na plášti
pilóty, gs = 1,1
Trenie na plášti:
f si  σ xi
 φ i  c i

 tg 
 γ
γ
r2
 r1 
kde gr1 je súčiniteľ podmienok pôsobenia, vyjadrujúci vplyv technológie
zhotovovania pilót
gr1 = 1 betonáž pilóty bez ochrany výpažnice
gr1 = 1,1
betonáž pilóty do suchého vrtu bez výpažnice špeciálne do
nesúdržných zemín a poloskalných hornín
gr1 = 1,2
betonáž pilóty do vrtu bez výpažnice po vyčerpaní vody;
betonáž do vrtu chráneného oceľovou výpažnicou pri oddelenej
betonáži
gr1 = 1,25
betonáž pilóty do vrtu chráneného suspenziou, do vrtu
chráneného fóliou PVC, PE hr. < 0,25mm
gr1 = 1,5
betonáž pilóty do vrtu fóliou PVC, PE hr. viac ako 0,25mm;
betonáž do vrtu chráneného oceľovou výpažnicou
gr1 = 1,6
betonáž pilóty do vrtu pod ochranou suspenzie spolu s fólií
PVC,
PE; betonáž pilóty s d > 2m chráneného suspenziou
15
gr2
súčiniteľ podmienok pôsobenia s ohľadom na hĺbku
vrstvy súdržnej zeminy
z ≤ 1m
1<z≤2
2<z≤3
z>3m
gr2 = 1,3
gr2 = 1,2
gr2 = 1,1
gr2 = 1,0
σ xi  k 2  σ or ,i
kde: sor, i
k2
16
je zvislé geostatické napätie v strede príslušnej i-tej
(únosnej) vrstvy zeminy
súčiniteľ horizontálneho tlaku v závislosti na hĺbke stredu
i-tej (únosnej) vrstvy pod terénom
pre z ≤ 10,0 m
k2 = 1,0
pre z > 10,0 m
k2 = 1,2
Výsledná zvislá únosnosť jednej pilóty:
R v ,d  R b , d  R s ,d
17