PROGNOZA OSIADANIA BUDYNKU W ZWIĄZKU ZE ZMIANĄ SPOSOBU POSADOWIENIA THE PROGNOSIS OF BUILDING SETTLEMENT DUE TO CHANGES OF FOUNDATION

Transkrypt

1 XXVI Konferencja awarie budowlane 213 Naukowo-Technicna ZYGMUNT MEYER, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologicny w cecinie, Katedra Geotechniki MARIUZ KOWALÓW, m.kowalow@gco-consult.com Geotechnical Consulting Office p. o.o. ul. Jagiellońska 9, 7-34 cecin, Poland PROGNOZA OIADANIA BUDYNKU W ZWIĄZKU ZE ZMIANĄ POOBU POADOWIENIA THE PROGNOI OF BUILDING ETTLEMENT DUE TO CHANGE OF FOUNDATION trescenie Predmiotem opracowania jest analia miany osiadania budynku wielkopowierchniowego posadowionego na płycie fundamentowej w wiąku e mianą sposobu posadowienia reygnacji posadowienia na palach i pryjęciu posadowienia bepośredniego. Budynek położony jest na Węgrech w miejscowości eged nad reką. Projekt posadowienia prewidywał posadowienie na palach uwagi na prewidywane duże osiadanie (16 cm). Analia warunków gruntowych ora analia współpracy płyty podłożem w warunkach posadowienia bepośredniego powoliła na prognoę osiadania nie więksą niż 3 cm. Po trech latach obiekt osiadł o 18 mm. W pracy predstawiono sposób oblicenia osiadania w tych warunkach. Abstract The paper presents an analysis of settlement of a building of department store, based upon a foundation plate after resigning of pileing. The oryginal project has assumed foundation plate based on piles. After changes the direct foundation was assumed. From oryginal project calculations a big settlement, 16 cm was foreseen. The analysis of soil properties and the elastic settlement of the foundation plate gave much smaller settlement 3 mm. Three years after building was completed the measured settlement was 18 mm. The paper gives the way of calculations of settlement. 1. Wstęp W miejscowości eged na Węgrech pryjęto projekt wykonania budynku handlowego wielkopowierchniowego. Budynek lokaliowany jest w sąsiedtwie reki, gdie występują łożone warunki gruntowe. Podłoże gruntowe jest uwarstwione, profil gruntowy repreentatywny pokaano na rys. 1. Projekt posadowienia obiektu akładał, że płyta fundamentowa będie posadowiona na palach sięgających do warstwy piasku, tj. pale o długości ok. 2 m. Powodem pryjęcia takiego sposobu posadowienia było podłoże gruntowe, które budowane jest seregu warstw: gliny, iłów o konsystencji twardoplastycnej ora gliny o konsystencji miękkoplastycnej (na głębokości ok. 16 m poniżej poiomu terenu). Głębiej alegają piaski agęscone o bardo dobrych parametrach geotechnicnych ( φ = 35 ; E = 8 MPa). Płyta fundamentowa w planie ma wymiary ok. 4 6 m. Z estawienia obciążeń dostarconego pre konstruktora wynikało, że obciążenia prekaywane pre płytę na grunt

2 388 Meyer Z. i in: Prognoa osiadania budynku w wiąku e mianą sposobu posadowienia w poiomie posadowienia nie prekracają 5 kpa. W tej sytuacji preprowadono oblicenie osiadania fundamentu w warunkach posadowienia bepośredniego. Rys. 1. Profil gruntowy w miejscu posadowionego budynku 2. Oblicenie osiadanie Oblicenie osiadania preprowadono metodą predstawioną w literature [1, 2, 3, 4, 5, 6] ałożeniem podłoża uwarstwionego [1]. Okauje się, że cęsto popełnianym błędem pry oblicaniu osiadania jest pryjęcie dużych naturalnych wymiarów w planie płyty fundamentowej. Badania analitycne wskaują, że pry ałożeniu stałego obciążenia płyty, jej osiadanie wra e wrostem wymiaru poiomego też rośnie, ale tylko do pewnej granicy. ten poiomy wymiar powyżej którego osiadanie już nie rośnie ostał dokładnie określony w popredniej pracy [1]. Dla celów praktycnych obliceń można pryjąć, że poiomy wymiar boku kwadratu B max wynosie: σ o B max = (1) γ

3 Geotechnika 389 gdie: σ są to obciążenia w poiomie posadowienia [kpa], γ ciężar objętościowy gruntu w podłożu [kn/m 3 ] Na podstawie badań terenowych i badań analitycnych [4] sformułowano równanie, które opisuje osiadanie płyty w postaci: σo o 1 = Eo (2) 1+ o D gdie: to osiadanie [mm]; D onaca poiomy wymiar płyty fundamentowej [m] (średnica koła o równoważnej powierchni); E edometrycny moduł ściśliwości [kpa], onaca głębokość, położenie dolnej granicy całkowania [m], σ to naprężenia w poiomie posadowienia [kpa]. Głębokość określa się [4] worem: gdie: 1 1 σ = (3) 2 tgφ E γ ln σ φ jest kątem tarcia wewnętrnego gruntu w podłożu. Praktycne oblicenia wskaują, że dla dużych płyt fundamentowych stosunek /D jest wielkością bardo małą i dlatego: = σ o o (4) Eo Ze woru tego otrymano od rau współcynnik sprężystości podłoża, który występuje w sprężystym modelu współpracy płyty fundamentowej i podłoża, k s [MN/m 3 ]. Wtedy [5]: σ = k s (5) i otrymano k E o s = σ (6) Dla podłoża uwarstwionego wprowada się funkcję wpływu [1]: gdie ( ) = F ( ) (7) F ( ) = (8) +

4 39 Meyer Z. i in: Prognoa osiadania budynku w wiąku e mianą sposobu posadowienia W równaniu (7) ora (8) mienna onaca położenie warstwy gruntu poniżej terenu. Jeżeli na całej głębokości najduje się jedna warstwa, to: F ( ) = lim + = 1 (9) chematycnie podłoże uwarstwione pokaano na rys. 2. Rys. 2. chemat osiadania płyty na podłożu uwarstwionym Dla warstwy 1 otrymano wór: h 1 1 = σ 1 (1) E1 h ( h h ) = σ 2 (11) E2 h1 + 1 Podobnie oblica się osiadanie warstwy 3, natomiast osiadanie warstwy 4 wyniesie: 4 4 = σ 4 (12) E4 4 + h3 Poscególne symbole występujące w równaniach od (1) do (12) pokaano na rys. 2. Odpowiednio wtedy całkowite osiadanie płyty wyniesie: = + (13)

5 Geotechnika 391 Wtedy dla woru (13) otrymuje się współcynnik sprężystej podatności podłoża uwarstwionego w postaci: k 1 s = (14) σ σ σ + σ 2. Wyniki obliceń Po wykonaniu obliceń metodą predstawioną w poprednim rodiale, otrymuje się osiadanie = 24 mm. W wiąku tym pryjęto, że nie prekrocy ona osiadania dopuscalnego dop = 3 mm. Oblicenia te były podstawą do pryjęcia posadowienia bepośredniego. Po wykonaniu obiektu osiadanie było monitorowane. Na podstawie pomiarów osiadania w ciągu pierwsego roku wykonano prognoę osiadania. Wyniki osiadania minimalnego i maksymalnego pokaano na rys. 3. Rys. 3. Wykres osiadania płyty na podłożu uwarstwionym. Punkty na wykresie onacają osiadanie pomierone, linia ciągła osiadanie prognoowane. 4. Wnioski 1. W pracy predstawiono analię warunków osiadania fundamentu płytowego w wiąku e mianą sposobu posadowienia. Po analiie pryjęto posadowienie bepośrednie, w miejsce wceśniej aprojektowanego posadowienia na palach. 2. Oblicenie osiadania płyty fundamentowej preprowadono w oparciu o wyniki badań preentowanych w literature uwględniając mianę parametrów gruntowych wra osiadaniem. 3. Oblicenia tak wykonane, wskaują na fakt, że pomimo łożonych warunków gruntowych podłoża uwarstwionego, osiadanie nie prekraca określonego pre konstruktora osiadania dopuscalnego. 4. Metoda obliceniowa powala również na określenie współcynnika podatności sprężystego podłoża. Parametru, który występuje w modelu współpracy płyty i gruntu. Zadanie to jest wykle jest rowiąywane numerycnie. Parametr ten wpływa na stosunek osiadań minimalnych i maksymalnych płyty i ma wpływ na dobór brojenia. 5. Monitoring osiadania preprowadony na obiekcie wskauje, iż po 3 latach osiadanie to nie prekrocyło 2 mm.

6 392 Meyer Z. i in: Prognoa osiadania budynku w wiąku e mianą sposobu posadowienia Literatura 1. Meyer Z.: Oblicenia inżynierskie osiadania fundamentów, cecin Meyer Z., mechel G.: Uwagi do oblicania osiadania dużych płyt fundamentowych, Inżynieria Morska i Geotechnika nr 1/ Meyer Z., Żarkiewic K.: Analia rokładu oporów na pobocnicę i podstawę kolumny betonowej na podstawie wyników próbnego obciążenia statycnego, XX Regionalne Problemy Inżynierii Środowiska, cecin, Wiłun Z.: Zarys geotechniki, WKiŁ, Warsawa Norma: Fundamenty bepośrednie, PN-B-32, Norma: Pale, PN-B-2482, 1983.