GEOPROGRAM ul. Waszyngtona 18/23, 81-342 Gdynia pinkowski@geoprogram.eu www.geoprogram.eu Tel.: +48 502 180 637 NIP: 586-205-14-69 Regon: 192871036 INSTRUKCJA UŻYTKOWANIA PROGRAMU PALE2005 (v.758) OBLICZANIE NOŚNOŚCI PALI OSIOWO WCISKANYCH I WYCIĄGANYCH WG PN-83/B-02842 Autor : mgr inż. Adam Pinkowski Konsultacje: dr hab. inż. Kazimierz Gwizdała, prof. PG Gdańsk, listopad 2009
Spis treści: 1. Wstęp... 3 2. Przeznaczenie programu... 3. Zasady obliczania nośności w programie Pale2005... 3 4 4. Instalacja i rejestracja programu... 12 5. Prezentacja i opis formularzy programu... 13 5.1. Formularz podstawowy... 14 5.2. Wprowadź/Zmień współczynniki pala... 21 5.3. Wykres szczegółowy... 22 Instrukcja użytkowania programu PALE2005 2
1. WSTĘP Program Pale2005 służy do obliczania nośności pali osiowo wciskanych lub wyciąganych, pracujących pojedynczo lub w grupie, zgodnie z zaleceniami oraz wytycznymi zawartymi w następujących materiałach: 1. Kazimierz Gwizdała, Adam Pinkowski, Metoda obliczania nośności pali fundamentowych osiowo wciskanych i wyciąganych wg PN-83/B-02482. Gdańsk 2009. 2. PN-83/B-02482 Fundamenty budowlane. Nośność pali i fundamentów palowych. Warszawa 1984. 3. Mieczysław Kosecki, Komentarz do normy PN-83/B-02482. Szczecin 1988. 4. Mieczysław Kosecki, Statyka ustrojów palowych. Zasady obliczania konstrukcji palowych metodą uogólnioną i fundamentów płytowo-palowych metodą podłoża dwuparametrowego. Szczecin 2006. 5. Jerzy Świniański Instrukcja użytkowania. Program NP89. Obliczanie nośności pali osiowo wciskanych i wyciąganych wg PN-83/B-02482. Gdańsk 1993. 2. PRZEZNACZENIE PROGRAMU Za pomocą programu Pale2005 oblicza się stan graniczny nośności pali osiowo wciskanych i wyciąganych siłami statycznymi zgodnie z rozdziałami 2 i 3 normy PN-83/B-02482. Nośność obliczana w programie jest wynikiem wytrzymałości gruntu, w którym pal jest pogrążony. Obliczenia odnoszą się do pali o średnicy trzonu do 1.8 m, pionowych lub nachylonych, o maksymalnym nachyleniu 1:1. W programie oblicza się nośność: - wszystkich rodzajów pali podanych w tab. 4 normy, - pali rurowych stalowych lub żelbetowych z dnem otwartym, - pali stalowych z profili otwartych np. typu H, - innych - możliwość zdefiniowania współczynników technologicznych pali nie ujętych w normie. Przekrój poprzeczny pali może być kołowy, prostokątny lub inny - bardziej złożony. W jednym przebiegu programu można obliczać pale wyciągane Instrukcja użytkowania programu PALE2005 3
lub wciskane. Można analizować pale o krokowo zmiennej długości. Podłoże gruntowe może być dowolnie uwarstwione, z warstwami słabymi występującymi pod powierzchnią terenu i głębiej. Maksymalna liczba warstw wynosi 15. Można uwzględnić w obliczeniach wytrzymałość gruntu na ścinanie Su (np. z badań gruntu in situ"). W obliczeniach pali wciskanych można uwzględnić dodatkowo tarcie negatywne gruntu. W przypadku pali wierconych z poszerzoną podstawą program uwzględnia redukcję tarcia pobocznicy nad poszerzoną podstawą pala. Program Pale2005 nie oblicza nośności pali posadowionych na skale (p. 2.2.5 normy), a także wciskanych pali tarciowych (zawieszonych). 3. ZASADY OBLICZANIA NOŚNOŚCI W PROGRAMIE PALE2005 Zasady obliczania nośności pali są zgodne z normą PN-83/B-02482 i oparte na Metodzie obliczania nośności pali fundamentowych osiowo wciskanych i wyciąganych wg PN-83/B-02482. Nośność pali wyciąganych obliczana jest według wzorów 3, 10 lub 14 normy. Podstawowe założenia realizowane przez program Pale2005 przy obliczaniu nośności pali wciskanych i wyciąganych przedstawia rys.1. Rysunek 1. Schemat obliczeń nośności pali w programie Pale2005 [1] Instrukcja użytkowania programu PALE2005 4
Wartości charakterystyczne jednostkowego oporu gruntu pod podstawą pala q (tablica 1 normy) oraz jednostkowego oporu gruntu wzdłuż pobocznicy pala t (tablica 2 normy) są w programie wczytane na stałe. Istnieje jednak możliwość wprowadzenia tych wartości przez projektanta. Wartości współczynników redukcyjnych m 1 dla pali w grupie (tab. 8) oraz wykres zależności tarcia t od wytrzymałości gruntu Su (rys.3 normy) są w programie opisane odpowiednimi funkcjami. W przypadku pali wierconych z poszerzoną podstawą, co program rozpoznaje po zadanej średnicy podstawy większej od średnicy trzonu, następuje automatyczna redukcja tarcia na pobocznicy wg rys.4 normy. Instrukcja użytkowania programu PALE2005 5
Rysunek 2. Sposoby interpolacji q i t w różnych warunkach gruntowych [1] Obliczanie wartości q i t oraz nośności pali w szczególnych warunkach gruntowych, przedstawionych na rys.2 - (rys.5 normy), jest w programie realizowane według punktu 2.2.4 normy i zaleceń Komentarza do normy. Wyjściowa rzędna zi do interpolacji q i t (rys.1) może być wprowadzona Instrukcja użytkowania programu PALE2005 6
bezpośrednio przez użytkownika lub wyznaczana automatycznie przez program, na podstawie określonej przez użytkownika liczby warstw tarcia negatywnego. W ostatnim przypadku w sytuacjach przedstawionych na rys.2c, 2e, 2h i 2i (uaktualniony rys.5 normy) zastępczy poziom interpolacji obliczany jest według propozycji Komentarza do normy...". Dodatkowo uwzględniana jest głębokość wykopu (rys.2d normy) oraz automatycznie wyszukiwane są głębiej leżące nienośne warstwy gruntu o miąższości hi, powyżej 0.5 m (rys.2a, 2b, 2g i 2h normy). Wartości obliczeniowe tarcia negatywnego (ujemnego) gruntu mogą być w programie wyznaczane: - automatycznie w programie przyjmuje się ze znakiem ujemnym wartości tarcia t wg. pkt 2.2.6.a z tab. 3 (należy wprowadzić γm=1) i z tab.2 normy, zgodnie z punktem 2.2.6.b normy (należy wprowadzić γm 1.1). - ręcznie podanie w danych ze znakiem ujemnym wartości obliczeniowych tarcia negatywnego umożliwia uwzględnienie przypadku b punktu 2.2.6 normy wg. oceny projektanta, np. na podstawie analizy osiadania gruntu względem pala pod wpływem ciężaru własnego i/lub obciążenia naziomu, albo w wyniku obniżenia poziomu wód gruntowych. Współczynniki technologiczne S p, S s, S w są wyznaczane automatycznie z wczytanej na stałe w programie tablicy 4 normy, na podstawie podanego rodzaju pala oraz znanych charakterystyk kolejnych warstw gruntu. Puste miejsca w tablicy 4 normy zastąpiono zerami w przypadku gruntów spoistych, a dla gruntów niespoistych o I D > 0.67 wartościami odpowiadającymi gruntom średnio zagęszczonym. W ostatnim przypadku w programie przyjmuje się do obliczeń automatycznie wartości q z tab.1 i t z tab.2 normy dla I D =0.67. Ponadto w programie jest możliwość zdefiniowania nowego rodzaju pala poprzez wprowadzanie własnych współczynników technologicznych. W przypadku pali rurowych otwartych nośności pali obliczane są według wzorów 9 i 10 normy, a wartości współczynników redukcyjnych a 1 - do nośności podstawy i a 2i - do nośności pobocznicy pala wyznaczane są automatycznie według tablic 5 i 6 normy. Istnieje również możliwość wprowadzenia ręcznego zmienionej wartości tych współczynników dla pierwszej, wyjściowej długości pala. Bowiem przy obliczaniu nośności pali wielu długości, dla kolejnych pali automatycznie określane są tylko wartości normowe współczynników a 1 i a 2i (zmienia się wartość h/dw). Instrukcja użytkowania programu PALE2005 7
Program Pale2005 sprawdza automatycznie warunki zagłębienia pali w gruncie wg wymagań pkt. 2.2.4 oraz 2.2.9.1 normy i warunków dodatkowych, które nie zostały ujęte w wydaniu normy PN-83/B-02482 z roku 1984, a mianowicie: a) Program Pale2005 informuje odpowiednim komunikatem na podstawie wprowadzonych do obliczeń długości pala, że: - cały pal tkwi w gruncie nienośnym, - grunty nośne są uwarstwione, a podstawa pala wciskanego znajduje się w gruncie luźnym, plastycznym lub miękkoplastycznym. b) Jako minimalne zagłębienie podstawy pala wciskanego w warstwie gruntu nośnego w programie przyjęto: 1.0 m - dla gruntów zagęszczonych (I D >0.67), spoistych zwartych i półzwartych (I L 0) oraz 1.5 m - gdy nośność podstawy przekracza 50% całej nośności pala, 2.0 m - dla gruntów średnio zagęszczonych (0.33< I D 0.67) i twardoplastycznych (0<I L 0.25), 5.0 m - dla gruntów luźnych (0.2<I D 0.33) i spoistych plastycznych (0.25<I L 0.5) i to tylko w przypadku, gdy cała (co najmniej 5m) ta część pala osadzona jest wyłącznie w takich gruntach, opór gruntu q przyjmuje się dla gruntu słabszego oraz spełniony jest warunek c.2 (pkt 2.2.4 normy) b1) Jeżeli minimalne zagłębienie pala nie jest spełnione w warstwie osadzenia jego podstawy, to w gruntach uwarstwionych jest analizowane zagłębienie łączne z uwzględnianiem nadległych warstw gruntu nośnego. b2) - Łączne zagłębienie pala w warstwach gruntów nośnych jest sprawdzane przy spełnieniu warunku minimalnego zagłębienia podstawy pala dla najsłabszej z warstw gruntów nadległych o I D >0.33 lub I L 0.25, Do porównania nośności gruntów warstw nadległych wykorzystywana jest jednostkowa nośność obliczeniowa gruntu podstawy pala określona z uwzględnieniem współczynników technologicznych (pod warunkiem, że ich wartości są większe od zera): q( i) γ WQP = q γ ( i+ 1) m( i) S m( i+ 1) p( i) S p( i+ 1) Instrukcja użytkowania programu PALE2005 8
gdzie WQP - współczynnik porównawczy; - jeżeli łączne zagłębienie pala nie jest spełnione z uwzględnieniem kolejnych warstw nośnych, to drukowany jest komunikat o niedostatecznym zagłębieniu pala w gruncie nośnym; - jeżeli łączne zagłębienie pala w warstwach nośnych jest spełnione, a podstawa pala osadzona jest w warstwie dolnej słabszej, to obliczana jest nośność podstawy pala z uwzględnieniem parametrów geotechnicznych warstwy dolnej słabszej; - jeżeli łączne zagłębienie w warstwach nośnych gruntu jest wystarczające, a pal jest zagłębiony mniej niż 1 m w warstwie dolnej o większej nośności podstawy pala, to do obliczania nośności podstawy pala brana jest warstwa górna słabsza z uwzględnieniem aktualnego zagłębienia podstawy pala. Przy zagłębieniu podstawy pala co najmniej 1m w warstwie dolnej o większej nośności, obliczana jest nośność podstawy pala z uwzględnieniem parametrów geotechnicznych warstwy dolnej o większej nośności. c) Po spełnieniu warunków zagłębienia pala wciskanego w gruncie nośnym, program analizuje warunki geotechniczne pod jego podstawą: c1) Jeżeli podstawa pala dla jego rozpatrywanej długości jest zagłębiona poprawnie w gruncie nośnym spoistym, a niżej, w warstwie następnej, występuje grunt nośny niespoisty, to obliczenia są wykonywane i drukowana jest informacja, ze takie zagłębienie pala w gruncie nośnym nie jest zalecane. c2) Jeżeli podstawa pala jest dostatecznie zagłębiona w gruncie nośnym w programie sprawdzany jest warunek czy w odległości od podstawy pala mniejszej niż 5D p występuje grunt organiczny lub spoisty w stanie miękkoplastycznym (I L > 0.5) o miąższości h 0.2m. Jeżeli zachodzi taki przypadek, to program nie drukuje wyników obliczeń, a odpowiedni komunikat. Uwaga: Średnicę podstawy pala D p program określa automatycznie na podstawie rodzaju pala i kształtu jego przekroju, przyjmując: - dla pali o przekroju kołowym średnicę podstawy pala, Instrukcja użytkowania programu PALE2005 9
- dla pali o przekroju prostokątnym średnicę zastępczą przekroju kołowego równego powierzchni przekroju prostokątnego, - dla pali o przekroju złożonym większą wartość średnicy zastępczej, obliczonej z obwodu lub powierzchni podstawy pala o przekroju złożonym. c3) Jeżeli pal jest osadzony prawidłowo w uwarstwionym gruncie nośnym i nie zachodzi przypadek c2), program sprawdza czy głębiej, w odległości od podstawy pala mniejszej niż 2.5D p, występuje warstwa gruntu spoistego w stanie plastycznym (0.25<I L 0.50) lub niespoistego luźnego (0.20 I D 0.33). Jeżeli tak, to wyniki obliczeń nie są zapisywane dla takiej długości pala i drukowany jest o tym odpowiedni komunikat. c4) Jeżeli nie zachodzi przypadek c2) lub c3), a w odległości od podstawy pala mniejszej niż 2.5D p znajduje się następna warstwa nośna gruntu o innych parametrach geotechnicznych to nośność podstawy pala jest określona dla warstwy słabszej, z uwzględnieniem aktualnej rzędnej jej osadzenia. c5) Jeżeli nie zachodzi przypadek c2), a odległość od podstawy pala do stropu warstwy następnej wynosi co najmniej 2.5D p, program oblicza dla danej długości nośność pala. Warunki dodatkowe sformułowane w pkt. 2.2.9.2 i 2.2.9.3 normy nie są w programie uwzględnione. Możliwe jest pośrednie sprawdzanie warunku pkt. 2.2.9.2 normy przez umowne określenie w danych rzędnej przecięcia osi pala z teoretyczną linią klina odłamu przez rzędną wykopu (por. pkt 5.1). W programie Pale2005 może być analizowana nośność pali w grupie. W pierwszej kolejności sprawdzane są wtedy warunki zawarte w pkt. 3.1 i 3.2 normy. Jeżeli warunki opisane w pkt. 3.1 i 3.2 są spełnione program przyjmuje wartość współczynnika m1 = 1. W pozostałych przypadkach wyznaczane są strefy naprężeń w gruncie wokół pali według punktu 3.4 i tablicy 7 normy. W gruntach uwarstwionych obliczenia stref naprężeń prowadzone są od stropu pierwszej warstwy nośnej. Dla warstw nienośnych gruntu (t = 0) leżących powyżej pierwszej warstwy nośnej przyjęto tg α= 0.0. Jeżeli poniżej warstw nośnych (t > 0) występują dalsze warstwy słabe (t = 0) np. grunty organiczne, względnie bardzo luźne piaski (I D < 0.2) lub miękkoplastyczne grunty nieorganiczne (I L > 0.75), to w obliczeniach stref naprężeń w tych gruntach przyjęto, że α= 1 (tg α = 0.017). W przypadku wzorów (13) i (14) Instrukcja użytkowania programu PALE2005 10
normy program automatycznie przyjmuje współczynnik redukcyjny m 1 wyznaczony dla zadanych rozstawów osiowych pali. Program Pale2005 wyklucza możliwość liczenia nośności pali w grupie przy zbyt małych rozstawach R pali wyciąganych lub wciskanych, a mianowicie, jeżeli rozstaw tych pali wynosi: - R < 2D dla pali wierconych, - R < 3.5D dla pali Franki, - R < 3D dla pozostałych rodzajów pali. gdzie D - średnica trzonu pala określona automatycznie przez program, dla przekroju pala: - kołowego - średnica trzonu pala, - prostokątnego - średnia długość boku przekroju prostokątnego, - złożonego - średnica okręgu obliczona z obwodu pala o przekroju złożonym. Program Pale2005 i norma PN-83/B-02482 nie ograniczają długości osadzenia pali w gruntach nośnych. Dlatego ważne jest, aby w danych do obliczeń programem Pale2005 były podawane realne długości pali, czyli takie, które można zrealizować w występujących warunkach geotechnicznych wg projektowanej technologii wykonania pali. Uwaga! Występują pewne różnice w obliczeniach programu Pale2005 w stosunku do NP89. Do programu Pale2005 wprowadzono, zgodnie z normą palową, uściślone zasady obliczania nośności pali wciskanych w gruntach uwarstwionych (por. pkt 3). Istnieje również różnica dotycząca sposobu wyznaczania współczynników technologicznych Sp i Ss, w gruntach niespoistych, dla pali Vibro. Program Pale2005 wyznacza te współczynniki analogicznie do metody dla pali Franki, opisanej w Komentarzu do normy. Instrukcja użytkowania programu PALE2005 11
4. INSTALACJA I REJESTRACJA PROGRAMU Instalacja programu Pale2005 jest bardzo prosta. Wystarczy ściągnąć aktualną wersję w postaci pliku pale2005.zip ze strony www.geoprogram.eu lub www.pale.wilis.pg.gda.pl i rozpakować jego zawartość do dowolnego katalogu. Uruchomić plik SetupPale2005.exe i kliknąć kilka razy przycisk Dalej. Po przeprowadzeniu instalacji w menu Start pojawi się ikona programu oraz katalog Pale2005, w którym oprócz skrótu do programu znajduje się także skrót do niniejszej instrukcji. Ikonę programu będzie można również znaleźć w pasku szybkiego uruchamiania. Po uruchomieniu pliku Pale2005.exe wyświetli się formularz podstawowy (Rys. 4). Można do niego od razu wprowadzać dane, jednak aby je zapisać i/lub przeprowadzić obliczenia należy najpierw zarejestrować program. Można tego dokonać postępując wg zaleceń zawartych w formularzu Rejestracja programu Pale2005 (Rys. 3), który uruchomi się po wybraniu menu Pomoc -> Rejestruj na formularzu podstawowym. Rysunek 3. Formularz Rejestracja programu Pale2005 Instrukcja użytkowania programu PALE2005 12
5. PREZENTACJA I OPIS FORMULARZY PROGRAMU 5.1. Formularz podstawowy Po uruchomieniu programu zobaczymy formularz podstawowy (Rys.4). Za pomocą tego formularza można wprowadzać i zmieniać wszystkie niezbędne do obliczeń dane. Menu formularza składa się z trzech pozycji Plik, Obliczenia i Pomoc. W menu Plik znajdują się następujące opcje: - Nowy - Otwórz - Import danych programu NP89 - Zapisz jako... - Zapisz - Zamknij Większość tych opcji nie wymaga komentarza. Warto jednak wiedzieć, że pliki programu Pale2005 zapisywane są z rozszerzeniem *.pin. Przydatną funkcją zawartą w menu jest Import danych programu NP89. Funkcja ta pozwala na wprowadzanie danych zapisanych za pomocą programu NP89. Ma ona jednak pewne ograniczenia. Program Pale2005 analizuje jednocześnie tylko jeden przekrój poprzeczny pala i jeden sposób pracy (albo wciskanie albo wyciąganie). Dlatego podczas importu danych wybierane są wymiary pierwszego przekroju i jeden rodzaj pracy. W menu Obliczenia znajdują się następujące pozycje: - Opory jednostkowe q i t - Nośność pala - Utwórz kod wykresów dla programu AutoCAD - Wykresy interpolacji - Zapisz wyniki w pliku *.txt - Zapisz wyniki w pliku *.slk Dokładny opis wymienionych funkcji przedstawiony jest kilka stron dalej, przy okazji omawiania ramki Obliczenia. Instrukcja użytkowania programu PALE2005 13
W menu Pomoc mamy do dyspozycji opcje: - Instrukcja - Aktualizuj - Rejestruj - Pale2005 Pierwsza z wymienionych wyżej opcji, to skrót do niniejszej instrukcji. Zostanie ona również uruchomiona po wciśnięciu klawisza F1. Po wybraniu opcji Aktualizuj program zostanie zastąpiony najnowszą wersją znajdującą się w Internecie. Program Pale2005 jest jednak wyposażony w narzędzia, które automatycznie sprawdzają, czy zainstalowana wersja jest najświeższa, o ile komputer jest podłączony do Internetu. O Rejestracji wspomniano już wyżej (patrz 3). Wybranie opcji Pale2005 spowoduje uruchomienie formularza, który zawiera między innymi numer wersji programu oraz okno, w którym otwierana jest strona internetowa, na której zawsze znajduje się najświeższa wersja programu. Dzięki temu można łatwo sprawdzić aktualność programu. Niżej przedstawiono przykładowy wydruk formularza podstawowego z wprowadzonymi danymi, po wykonaniu obliczeń. Rysunek 4. Formularz podstawowy Instrukcja użytkowania programu PALE2005 14
Aby wprowadzić nazwę projektu należy dwukrotnie kliknąć na napis Nowy projekt, znajdujący się tuż pod paskiem narzędzi, w górnej, lewej części formularza. W celu ułatwienia użytkowania programu wszystkie kontrolki na formularzu zgrupowano w pięciu ramkach głównych: - Dane pala (zawiera ramkę wewnętrzną Sposób pracy) - Profil geotechniczny - Wykres - Obliczenia (zawiera ramkę wewnętrzną Poziom interpolacji) - Wielokrotne obliczenia Dane pala Po uruchomieniu zarejestrowanego programu, w pierwszej kolejności należy wybrać rodzaj pala. Służy do tego rozwijane menu. Zawiera ono 21 pozycji: - Pal prefabrykowany żelbetowy wbijany - Pal prefabrykowany żelbetowy wpłukiwany (ostatni 1m wbijany) - Pal prefabrykowany żelbetowy wwibrowywany - Pal Franki - Pal Vibro - Pal wiercony w rurze obsadowej wyciąganej - Pal wiercony z pozostawieniem rury obsadowej w gruncie - Pal wiercony w przypadku zagłębienia i wyciągania rury obsadowej głowicą pokrętną - Pal wiercony w zawiesinie iłowej - Pal wiercony metodą obrotowo-ssącą z płuczką wodną - Pal Wolfsholza - Pal stalowy rurowy z dnem zamkniętym wbijany - Pal stalowy rurowy z dnem zamkniętym wpłukiwany (ostatni 1m wbijany) - Pal stalowy rurowy z dnem zamkniętym wwibrowywany - Pal stalowy z profilu wbijany - Pal stalowy z profilu wpłukiwany (ostatni 1m wbijany) - Pal stalowy z profilu wwibrowywany - Pal rurowy z dnem otwartym wbijany - Pal rurowy z dnem otwartym wpłukiwany (ostatni 1m wbijany) - Pal rurowy z dnem otwartym wwibrowywany - Inny Instrukcja użytkowania programu PALE2005 15
W zależności od wyboru rodzaju pala program automatycznie uaktywnia, dezaktywuje lub zmienia odpowiednie kontrolki na formularzu. Oto przykłady: Kiedy wybierzemy dowolne pale wiercone zablokuje się menu wyboru kształtu pala i ustawi wartość kołowy. Po wybraniu pali stalowych z profilu uaktywni się kontrolka (obliczenia wg pkt. 2.2.1 normy). Jeżeli wybrany zostanie jeden z pali rurowych z dnem otwartym uaktywnią się kontrolki Wypełniony betonem i Rura żelbetowa (obliczenia wg normy). Jeżeli, w końcu, wybierzemy rodzaj pala Inny uaktywni się przycisk Wprowadź/Zmień współczynniki. Jego naciśnięcie spowoduje uruchomienie odpowiedniego formularza (patrz 4.2). Po wybraniu rodzaju pala należy wybrać kształt przekroju pala za pomocą wspomnianego już menu wyboru. Podobnie jak wcześniej zmiany wartości na rozwijanej liście (Kołowy, Prostokątny, Złożony) spowodują pewne zmiany na formularzu, a konkretnie opisy dwóch niższych pól. Po wybraniu wartości Kołowy poniższe etykiety zmienią wartości na Średnica trzonu [m] oraz Średnica podstawy [m] (dla pali wierconych) lub Wsp.zwiększenia [-] (dla pozostałych). Jeżeli wybierzemy Prostokątny wyświetli się Bok a [m] i Bok b [m]. Wybór Złożony spowoduje, że owe pola będą opisane Obwód [m] (długość najmniejsza wieloboku niewklęsłęgo opisanego po obwodzie profilu) oraz Pole podstawy [m2]. Dla pali o przekroju złożonym z profili stalowych otwartych, pole powierzchni podstawy w gruntach niespoistych zostanie zwiększone do obliczeń o 30%, zgodnie z pkt. 2.2.1 normy. W ramce dane pala widoczne są także okienka: Długość pala [m], Rzędna głowicy [mppt], Rzędna wykopu [mppt] (nazwa umowna, pod którą można wprowadzić do obliczeń również np.: rzędną oczepu lub rzędną przecięcia osi pala z płaszczyzną klina odłamu) Rzędna zmiany średnicy [mppt]. Instrukcja użytkowania programu PALE2005 16
To ostatnie będzie zawsze zablokowane z wyjątkiem obliczania pali wierconych z podstawą poszerzoną, w których Średnica trzonu będzie różna od Średnicy jego podstawy. Za poziom odniesienia (rzędna = 0[mppt]) program przyjmuje poziom terenu, przy czym wartości rzędnych rosną wraz z głębokością. Stąd wprowadzenie wartości ujemnej w okienku Rzędna głowicy spowoduje przyjęcie pala z głowicą powyżej poziomu terenu. W omawianej ramce Dane pala znajduje się wewnętrzna ramka Sposób pracy. Znajdują się tu dwa rozwijane menu. W pierwszym wybieramy czy pal pracuje jako Wciskany czy Wyciągany. Drugie menu służy do ustalenia czy pal pracuje, jako Pojedynczy czy W grupie. Różne kombinacje tych wartości spowodują aktywacje lub dezaktywację zawartych tu okienek: Rozstaw [m], Liczba pali, Szer.gr. [m], oraz Dł.gr. [m]. Profil geotechniczny Uwaga! Parametry geotechniczne podłoża należy określać do głębokości większej niż 5Dp pod podstawą obliczanego pala. Ustalenie Liczby warstw gruntu (1-15), za pomocą pionowego suwaka, spowoduje wyświetlenie odpowiedniej liczby okienek z parametrami gruntów. Pomiędzy suwakiem, a oknami do wprowadzania parametrów gruntu znajdują się przyciski służące do dodawania (pomiędzy istniejące warstwy) lub usuwania konkretnych warstw gruntu. Pierwsza kolumna okienek to Nr, czyli najzwyczajniej liczba porządkowa. Na listę h [m] wpisujemy miąższości kolejnych warstw. Można jednak również wprowadzać rzędne spągów. W tym celu należy kliknąć nagłówek tej kolumny. Jego opis zmieni się wówczas na rz.sp. [mppt]. Na liście grunt możemy wybrać odpowiedni rodzaj gruntu za pomocą rozwijanego menu. Lista I L /I D [-] służy do wprowadzenia stanu gruntu. W przypadku gruntów spoistych zwartych o I L <0, zamiast I L należy podawać zastępczo I L = - w n /w p, gdzie w n wilgotność naturalna, w p granica plastyczności. Na liście wsp.mat.[-] należy podać współczynniki γm (pkt. 2.2.3.normy). Efektywny ciężar objętościowy gruntu wprowadzamy na liście gam( )[kn/m3]. Instrukcja użytkowania programu PALE2005 17
Lista woda służy do zaznaczenia, od której warstwy występuje woda gruntowa. Wskazanie wody na dowolnym poziomie spowoduje, że w warstwie wskazanej oraz niższych wartość woda ustawi się na. Jeżeli chcemy później obniżyć poziom wody należy odhaczać ją kolejno w niższych warstwach. Ustalenie poziomu wody spowoduje wyświetlenie odpowiedniego symbolu na wykresie pomocniczym. Poziom ten ma jednak wpływ tylko na wartości parametrów a1 i a2 dla pali rurowych z dnem otwartym. Na liście Su [kpa] możemy wprowadzić wytrzymałość gruntu na ścinanie (jeżeli chcemy wykorzystać ją do obliczeń). Druga lista wsp.mat.[-] dotyczy współczynników materiałowych dla Su. Wykres Następną w kolejności ramką jest Wykres. Prosty rysunek służy do bieżącej kontroli wprowadzanych wartości. Pozwala to na kontrolę położenia pala w stosunku do warstw gruntu. Ponadto z wykresu można odczytać rzędne spągów warstw, rzędną podstawy pala, oraz poziom wody. Wykres zostanie wygenerowany po wprowadzeniu dodatniej długości pala oraz miąższości pierwszej warstwy gruntu. Klikając na niego dwukrotnie otwiera się okno dialogowe umożliwiające zapis wykresu w postaci pliku graficznego. Obliczenia Nazwa kontrolki Przyjąć do obliczeń Su sama ją opisuje. Po wybraniu tej opcji i wprowadzeniu wartości Su oraz współczynnika materiałowego dla dowolnej warstwy geotechnicznej wartości obliczeniowe oporów gruntu będą obliczane według punktów 2.2.2.1 oraz 2.2.3.1 normy. Wprowadzona przez użytkownika liczba warstw tarcia neg. określa nr warstwy, która będzie ostatnią (licząc od góry) obciążającą pal tarciem negatywnym. W przypadku pali wyciąganych kontrolka ta będzie nieaktywna i wyłączona. W ramce wewnętrznej Poziom interpolacji, znajdują się dwie opcje do wyboru. Przy wybranej opcji automatycznie program będzie wyznaczał poziom zi względem rzędnej spągu ostatniej warstwy obciążających pal tarciem negatywnym. Wybranie opcji manualnie w m ppt pozwala wprowadzić wartość poziomu interpolacji wprost. Instrukcja użytkowania programu PALE2005 18
Po naciśnięciu przycisku Nośność pala z paska narzędzi lub menu Obliczenia program, w pierwszej kolejności, dokona sprawdzenia, czy użytkownik wprowadził poprawnie wszystkie dane. W przypadku zerowej miąższości lub zerowego ciężaru gruntu oraz przy braku informacji o rodzaju gruntu w podstawie pala obliczenia są przerywane i wyświetlany jest odpowiedni komunikat. Jeżeli wszystkie dane są wprowadzone prawidłowo, wyznaczane są: - opory jednostkowe gruntu (z tablic 1 i 2 normy PN-83/B-02842), występujące wzdłuż pobocznicy i pod podstawą pala oraz odpowiadające im - wartości obliczeniowe, które poprzez swoją zależność od głębokości krytycznych, uwzględniają rodzaj pala, - normowe współczynniki technologiczne Ss i Sp lub Sw oraz opcjonalnie - współczynniki a1 i a2 dla pali rurowych otwartych. Wyniki tych obliczeń będą wyświetlone na pięciu poniższych listach w kolumnach. Od lewej: - numer warstwy geotechnicznej, - normowe (za wyjątkiem rodzaju pala Inny) wartości współczynników technologicznych Ss i Sp (lub tylko Sw w przypadku pali wyciąganych), - normowe wartości graniczne oporów gruntu t i q (lista aktywna) oraz odpowiadające im - wartości obliczeniowe (lista aktywna), - współczynniki a2 i a1 w przypadku pali rurowych z dnem otwartym (lista aktywna). Aktywność list oznacza, że po dwukrotnym kliknięciu w dowolną pozycję lub wciśnięciu klawisza Enter po wybraniu wartości, można ją zmienić za pomocą uruchamianego wówczas okna dialogowego. Jeżeli zmieni się któreś z tych wartości, przy ponownym obliczaniu nośności, program zapyta, czy wyznaczyć je automatycznie, czy przyjąć, te które są na formularzu (na listach). Informacje o wprowadzonych, ewentualnych zmianach zostaną ujęte na wydrukach wyników. W dalszej kolejności program sprawdza dodatkowe warunki poprawności danych, a następnie oblicza nośność pala. Wyniki wyświetlane są na najniższej w tej ramce liście. Oprócz wartości nośności wyświetlane są także różne wartości pośrednie wykorzystywane przez program do obliczeń. Instrukcja użytkowania programu PALE2005 19
Ponadto, jeżeli w ramce Wielokrotne obliczenia wprowadzone będą dodatnie wartości w okienkach Liczba zmian długości oraz Przyrost długości, program wyznaczy nośności dla kolejnych pali, o skokowo rosnącej długości (szczegóły dotyczące ramki Wielokrotne obliczenia opisano niżej). Po wybraniu opcji: Utwórz kod wykresów dla programu AutoCAD, Wykresy interpolacji, Zapisz wyniki w pliku *.txt lub Zapisz wyniki w pliku *.slk z menu Obliczenia lub paska narzędzi, program wykonuje te same obliczenia, co po naciśnięciu przycisku Nośność pala, lecz następnie uruchamia dodatkowe procedury. Przycisk Utwórz kod wykresów dla programu AutoCAD powoduje wprowadzenie do schowka systemowego kodu, który należy wkleić do wiersza poleceń programu AutoCAD. Po wykonaniu tych czynności zostaną wyświetlone wykresy interpolacji wartości oporów jednostkowych. Przyciski Wykres interpolacji powoduje otwarcie formularza opisanego w punkcie 4.3. Naciśnięcie przycisku Zapisz wyniki w pliku *.txt rozpocznie procedurę prowadzącą do zapisania wyników w pliku tekstowym i wyświetlenie tego pliku za pomocą notatnika systemowego. Przycisk Zapisz wyniki w pliku *.slk służy do zapisania wyników obliczeń programu w pliku edytowalnym przez program Microsoft Excel. Wielokrotne obliczenia Ramka to służący do porównania nośności pali dla długości skokowo rosnących. W okienku Liczba zmian długości wpisujemy dla ilu różnych długości mają być wykonane obliczenia. Natomiast w okienku Przyrost długości [m] wprowadzamy krok zmiany długości dla kolejnych pali. Jeżeli w okienku Liczba zmian długości wpiszemy wartość większą od zera, to na wydrukach wyników (Zapisz wyniki w pliku *.txt oraz Zapisz wyniki w pliku *.slk) znajdą się wyniki obliczeń nośności dla wszystkich kolejnych długości. Jednak część wyników pośrednich będzie dotyczyła tylko pala o długości wyjściowej. W przypadku, gdy dla ostatniej długości pala nie będzie znany grunt w podstawie, program przerwie obliczenia informując użytkownika odpowiednim komunikatem. Skrócone wyniki obliczeń wyświetlane są na formularzu, na zamieszczonych listach. Instrukcja użytkowania programu PALE2005 20
5.2. Wprowadź/Zmień współczynniki pala Poniższy formularz zostanie uruchomiony po naciśnięciu przycisku Wprowadź/Zmień współczynniki w ramce Dane pala formularza podstawowego (patrz 5.1). Przycisk ten będzie aktywny po wybraniu rodzaju pala Inny. Rysunek 5. Formularz Wprowadź/Zmień współczynniki pala Formularz ten służy do definiowania własnego rodzaju pala. Po wprowadzeniu współczynników i opisu rodzaju pala oraz wciśnięciu przycisku OK dane pala zostaną zapisane w otwartym projekcie. Ponadto istnieje tu możliwość zapisania wprowadzonych współczynników na zewnątrz za pomocą przycisku z ikoną dyskietki. Jeżeli użyjemy tej opcji wprowadzone współczynniki zostaną zapisane w pliku o rozszerzeniu *.pal i będą mogły być wykorzystane w innym projekcie. W celu wprowadzenia zapisanych wcześniej współczynników należy użyć przycisku oznaczonego ikoną katalogu (folderu). Uwaga! Współczynniki technologiczne Sp i Ss, dla gruntów niespoistych, dla pali inny interpolowane są analogicznie, jak dla pali Franki i Vibro. Obliczeniowa wartość oporu gruntu pod podstawą pala interpolowana jest, jak dla pali niewierconych (rys 1.a normy). Instrukcja użytkowania programu PALE2005 21