Projekt głębokości wbicia ścianki szczelnej stalowej i doboru profilu stalowego typu U dla uzyskanego maksymalnego momentu zginającego

Transkrypt

1 Projekt głębokości wbicia ścianki szczelnej stalowej i doboru profilu stalowego typu U dla uzyskanego maksymalnego momentu zginającego

2 W projektowaniu zostanie wykorzystana analityczno-graficzna metoda Bluma. Tok postępowania podczas projektowania ścianki szczelnej jest następujący:. Ustalenie schematu obliczeniowego, podział warstw geotechnicznych na warstewki obliczeniowe. 2. Ustalenie normowych parametrów geotechnicznych gruntów podłoża zgodnie z PN-B-03020: Obliczenie parcia czynnego gruntu na ściankę szczelną. 4. Obliczenie parcia biernego gruntu na ściankę szczelną. 5. Obliczenie parcia wody i parcia wypadkowego. 6. Obliczenie sił zastępczych charakterystycznych i obliczeniowych. 7. Obliczenie pionowego położenia sił zastępczych w obrębie wydzielonych warstewek geotechnicznych. 8. Wyznaczenie głębokości wbicia ścianki szczelnej i maksymalnego momentu zginającego w oparciu o wykreślenie wieloboku sił i wieloboku sznurowego. 9. Dobór stalowego profilu brusa typu Larsena.

3 Wszystkie obliczenia wykonuje się na m długości ścianki szczelnej przy założeniu płaskiego stanu odkształcenia. Parcie i odpór gruntu przyjmuje się w tej metodzie według klasycznej metody Coulomba. Ogólne założenie metody są następujące: ścianka szczelna jest pionowa, występuje poziomy naziom, ewentualne obciążenie naziomu działa pionowo lub jest pomijalnie małe, pomija się na korzyść bezpieczeństwa tarcie gruntu o ściankę szczelną δ = 0 (występuje gładka powierzchnia kontaktu ścianki z gruntem).

4 . Ustalenie schematu obliczeniowego, podział warstw geotechnicznych na warstewki obliczeniowe. H = 4,50 m 3,00 m W celu dokładnego wyznaczenia wielkości parcia czynnego i biernego należy podzielić warstwy geotechniczne profilu gruntowego na warstewki obliczeniowe. Miąższość warstewek nie powinna przekraczać,5 m przyjmuje się, że im mniejsza miąższość warstewki tym większa dokładność obliczeń. Nie istnieje maksymalna głębokość, do której należy wydzielić warstewki obliczeniowe. Głębokość ta jest uzależniona od zamknięcia wieloboku sznurowego w końcowej fazie obliczeń (przecięcia linii odnoszącej). Zaleca się dokonać podziału prawie całego profilu gruntowego.,5 m 2,0 m 3,0 m 4,0 m 5,0 m 6,0 m 7,5 m 8,5 m 9,5 m 0,5 m V V V V V X X X Pg Pd Pr,50 m 0,50 m,50 m Rys. 2. Schemat obliczeniowy,5 m X

5 2. Ustalenie normowych parametrów geotechnicznych gruntów podłoża zgodnie z PN-B-03020:98. Tabela. Zestawienie normowych parametrów geotechnicznych gruntów budujących profil gruntowy Lp Rodzaj gruntu P g, L = 0,35 grupa C P d, D = 0,30 mokry P r, D = 0,40 mokry, L = 0,20 grupa D ρ s w ρ ρ γ φ c t/m 3 % t/m 3 kn/m 3 kpa 2,65 6,0 2,0,3,06 2,4,7 2,65 28,0,85 0,90 8,83 29,5 0 2,65 22,0 2,00,02 0,0 32,3 0 2,72 27,0 2,00,00 9,77 0,3 48,5

6 2. Ustalenie normowych parametrów geotechnicznych gruntów podłoża zgodnie z PN-B-03020:98. Tabela 2. Obliczenia dodatkowe Lp Rodzaj gruntu ρ s w ρ ρ d n ρ sr ρ t/m 3 % t/m 3 - t/m 3 P g, L = 0,35 2,65 6,0 2,0,8 0,32 2,3,3 2 P d, D = 0,30 2,65 28,0,85,45 0,45,90 0,90 3 P r, D = 0,40 2,65 22,0 2,00,64 0,38 2,02,02 4, L = 0,20 2,72 27,0 2,00,57 0,42 2,00,00

7 3. Obliczenie parcia czynnego gruntu na ściankę szczelną 3.. Naprężenia pionowe wywołane ciężarem wody i gruntu Tabela 3. Zestawienia obliczeń naprężeń pionowych (pierwotnych) Nr warstewki Rodzaj gruntu Poziom obliczeniowy Miąższość warstewki Ciężar objętościowy Naprężenia pionowe (pierwotne) z i h i γ i σ zi m m kn/m 3 kpa WODA 0,0 3,0 9,8 29,43,5,5 46,02 P g,06 2,0 0,5 5,55 V 3,0,0 60,38 P d 8,83 V 4,0,0 69,2 V 5,0,0 79,22 V P r 6,0,0 0,0 89,23 V 7,5,5 04,25 X 8,5,0 4,02 X 9,5,0 23,79 9,77 X 0,5,0 33,56 X,5,0 43,325

8 3. Obliczenie parcia czynnego gruntu na ściankę szczelną 3.2. Parcie czynne gruntu na ściankę szczelną,5 od wydzielonych gruntowych -8,09,00 2,5 2,0 0,644 warstewek obliczeniowych Tabela 4. Zestawienia obliczeń parcia czynnego gruntu na ściankę szczelną 3,00 m H = 4,50 m Pg,50 m,5 m 2,0 m V 0,50 m 3,0 m Pd V 4,0 m V 5,0 m V 6,0 m Pr V,50 m 7,5 m X 8,5 m X 9,5 m X 0,5 m X,5 m Nr warstewki Rodzaj h i z i γ i φ i c i K ai z ai gruntu m kn/m 3 kpa - kpa,5 P g 0,5 V,0 P d V,0 V,0 V,0 P r V,5 X,0 X,0 X,0 X,0 0-8,8 0-8,8 0,5-5,24,0 3,00 8,80 29,4 0 0,34,0 3,00,0 3,03 0,00 32,3 0 0,303,0 3,03,5 4, ,98,0-74,7 0-80,98,0-74,7 0,40 0,4 49,0 0, ,98,0-74,7 0-80,98,0-74,7

9 3. Obliczenie parcia czynnego warstewki gruntu na ściankę szczelną 3.3. Całkowite parcie czynne gruntu na projektowaną ściankę szczelną Tabela 5. Zestawienia obliczeń całkowitego parcia czynnego gruntu na ściankę szczelną Nr Rodzaj h i z i z ai K ai σ zi σ zi K ai e ai gruntu m kpa - kpa - kpa 0-8,8 0,20,5 29,43 9,0,5-8,09 0,92 P g 0, ,8 0,92 0,5 46,02 29,73 0,5-5,24 4,49 7,53 V,0 5,55 7,53,0 3,00 20,53 P d 0,34 20,53 V,0 60,38 20,53,0 3,00 23,53 V,0 V,0 V P r,5 X,0 X,0 X,0 X,0 20,97 69,2 20,97,0 3,03 24,00 24,00 0,303 79,22 24,00,0 3,03 27,04 27,04 89,23 27,04,5 4,55 3, ,98-8,32 04,25 72,66,0-74,7 -,5 0-80,98 -,5 4,02 79,47,0-74,7 5,30 0, ,98 5,30 23,79 86,28,0-74,7 2, 0-80,98 2, 33,56 93,09,0-74,7 8,92

10 3. Obliczenie parcia czynnego gruntu na ściankę szczelną Tabela 6. Zestawienia obliczeń parcia czynnego gruntu na ściankę szczelną Nr Rodzaj γ i h i z i σ zi φ i c i K ai z ai e a warstewki gruntu kn/m 3 m kpa kpa - kpa woda 9,8 3 29, ,8 0,2,5,5 46,02 P -8,09 0,94 g,06,5 2,4,7 0, ,8 0,94 0,5 0,5 5,55-5,24 4,5 2 7,53 V 60,38 P 3,00 20,54 d 8, ,5 0 0,340 20,54 V 69,2 3,00 23,54 4 2,00 V 79,22 3,04 24, ,04 V P r 0,0 32,3 0 0,303 89,23 3,04 27, ,08 V,5,5 04,25 4,56 3,64 7,5 0-80,96-8,34 X 4,02-74,5 -,53 8,5 0-80,96 -,53 X 23,79-74,5 5,27 9,77 9,5 0,3 48,5 0, ,96 5,27 X 33,56-74,5 2,08 0,5 0-80,96 2,08 X,5 43,33-74,5 8,88

11 4. Obliczenie parcia biernego gruntu na ściankę szczelną 4.. Naprężenia pionowe wywołane ciężarem wody i gruntu Tabela 7. Zestawienia obliczeń naprężeń pionowych Nr warstewki Rodzaj gruntu Poziom obliczeniowy Miąższość warstewki Ciężar objętościowy Naprężenia pionowe (pierwotne) z i h i γ i σ zi m m kn/m 3 kpa P g 2,0 0,5,06 5,53 V 3,0,0 4,36 P d 8,83 V 4,0,0 23,9 V 5,0,0 33,20 V P r 6,0,0 0,0 43,2 V 7,5,5 58,23 X 8,5,0 68,00 X 9,5,0 77,77 9,77 X 0,5,0 87,54 X,5,0 97,3

12 4. Obliczenie parcia biernego gruntu na ściankę szczelną 4.2. Parcie bierne gruntu na ściankę szczelną 0 od wydzielonych gruntowych 0,00 P warstewek obliczeniowych g 0,5,06 2,4 0,547 Tabela 8. Zestawienia obliczeń parcia czynnego gruntu na ściankę szczelną 3,00 m H = 4,50 m Pg,50 m,5 m 2,0 m V 0,50 m 3,0 m Pd V 4,0 m V 5,0 m V 6,0 m Pr V,50 m 7,5 m X 8,5 m X 9,5 m X 0,5 m X,5 m Nr warstewki Rodzaj h i z i γ i φ i c i K pi z pi gruntu m kn/m 3 kpa - kpa V,0 P d V,0 V,0 V,0 P r V,5 X,0 X,0 X,0 X,0 0,5 8,55,0 25,96 8,80 29,4 0 2,940,0 25,96,0 32,98 0,00 32,3 0 3,295,0 32,98,5 49,48 0 6,22,0 30,24 0 6,22,0 30,24 0,40 0,4 49,0, ,22,0 30,24 0 6,22,0 30,24

13 4. Obliczenie parcia czynnego Nr Rodzaj gruntu na ściankę szczelną 4.3. Całkowite parcie bierne gruntu na projektowaną ściankę szczelną Tabela 9. Zestawienia obliczeń całkowitego parcia biernego gruntu na ściankę szczelną warstewki h i z i z pi K pi σ zi σ zi K pi e pi gruntu m kpa - kpa - kpa P g 0,5 V,0 V P d,0 V,0 V,0 V P r,5 X,0 X,0 X,0 X,0 0,00,547 0,0 0,0 0,5 8,55 8,55 6,26 5,53 6,26,0 25,96 42,22 2,94 42,22 4,36 42,22,0 25,96 68,9 76,4 23,9 76,4,0 32,98 09,40 09,40 3,295 33,20 09,40,0 32,98 42,38 42,38 43,2 42,38,5 49,48 9,86 0 6,22 99,80 58,23 83,58,0 30,24 23,82 0 6,22 23,82 68,00 97,60,0 30,24 227,85, ,22 227,85 77,77,63,0 30,24 24,87 0 6,22 24,87 87,54 25,65,0 30,24 255,89

14 4. Obliczenie parcia czynnego gruntu na ściankę szczelną Tabela 0. Zestawienia obliczeń parcia czynnego gruntu na ściankę szczelną Nr Rodzaj γ i h i z i σ zi φ i c i K pi z pi e p warstewki gruntu kn/m 3 m kpa kpa - kpa woda 9, P - - g,06,5 2,4 0,547 0,00 0,5 0,5 5,53 8,55 8,55 2 6,26 V 4,36 P 25,96 42,22 d 8, ,5 0 2,940 42,22 V 23,9 25,96 68,9 4 76,4 V 33,20 32,98 09, ,40 V P r 0,0 32,3 0 3,295 43,2 32,98 42, ,38 V,5,5 58,23 49,48 9,86 7,5 0 6,22 99,80 X 68,00 30,24 23,82 8,5 0 6,22 23,82 X 77,77 30,24 227,85 9,77 9,5 0,3 48,5, ,22 227,85 X 87,54 30,24 24,87 0,5 0 6,22 24,87 X,5 97,3 30,24 255,89

15 5. Obliczenie parcia wody i parcia wypadkowego na ściankę szczelną

16 5. Obliczenie parcia wody i parcia wypadkowego na ściankę szczelną Tabela. Zestawienia obliczeń parcia wody i parcia wypadkowego Nr warstewki Miąższość warstewki Strona prawa ścianki parcie Strona lewa ścianki parcie Parcie wypadkowe czynne wody bierne wody czynne bierne h i Z a Z wp Z a Z wp Z aw Z pw m 3,0,5 0,5 V,0 V,0 V,0 V,0 V,5 X,0 X,0 X,0 X,0 kpa 0,0 29,43 29,43 0,2 29,43 29,64 0,94 44,5 55,08 0,94 44,5 0,0 55,08 4,5 49,05 8,55 4,9 50,0 7,53 49,05 6,26 4,9 45,42 20,54 58,86 42,22 4,72 22,46 20,54 58,86 42,22 4,72 22,46 23,54 68,67 68,9 24,53 0,50 2,00 68,67 76,4 24,53,26 24,04 78,48 09,40 34,34 4,2 24,04 78,48 09,40 34,34 4,2 27,08 88,29 42,38 44,5 7,6 27,08 88,29 42,38 44,5 7,6 3,64 03,0 9,86 58,86 6,08-8,34 03,0 99,80 58,86 63,99 -,53 2,82 23,82 68,67 7,2 -,53 2,82 23,82 68,67 7,2 5,27 22,63 227,85 78,48 78,43 5,27 22,63 227,85 78,48 78,43 2,08 32,44 24,87 88,29 85,65 2,08 32,44 24,87 88,29 85,65 8,88 42,25 255,89 98,0 92,87

17 5. Obliczenie parcia wody i parcia wypadkowego na ściankę szczelną