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