13-0-08 Pale prefabrykowane w fundamentach najdłuższej estakady w Polsce projekt i jego weryfikacja w warunkach budowy Południowa Obwodnica Gdańska Estakada WE-1 dr inż. Wojciech Tomaka Dane ogólne 8 niezależnych estakad; Lt=30,35,5,55m; Lc=2750m 9 podpór posadowionych pośrednio 13 fundamentów na palach prefabrykowanych Biuro projektowe: TRANSPORJEKT Przeszkody: GDAŃSKI sp. z o.o. Biuro projektowe i Wykonawca posadowienia: Kanał Raduni AARSLEFF Sp. z o.o. Nadzór inwestorski: Ul. Trakt Św. Wojciecha ZAKŁADY BUDOWNICTWA MOSTOWEGO Linia kolejowa INWESTOR E5ZASTĘPCZY Sp. z o.o. Ujecie wody Lipce Nadzór naukowy: POLITECHNIKA GDAŃSKA Lina kolejowa 2 Nadzór autorski: TRANSPROJEKT GDAŃSKI 1
13-0-08 Zamienne fundamenty podpór Typowe przekroje gruntowe wg badań pierwotnych przyjęte do projektu zamiennego fundamentów Łącznie zaprojektowano 772 szt. pali prefabrykowanych o długościach docelowych prefabrykatów L=8,0-27,0m Łącznie 103 712 mb w 13 fundamentach (8 podpór) Nośność pali w gruncie wg PN-83/B-082 Fundamenty budowlane. Nośność pali i fundamentów palowych Długości pali L=8.0-1.0m Długości pali L=1.0-27.0m Fundamenty podpór Podpora nr 1 przyczółek 80 szt. pali prefabrykowanych L=10.0m, Qr=587kN Podpora nr 17 filar 2x5=108 szt. pali prefabrykowanych L=13.0m, Qr=871 kn 2
13-0-08 Typowa kolejność robót Dane = dokumentacja: - geologiczno-inżynierska; - projektowa posadowienia Wbicie pali testowych Kontrolne sondowania CPT PRÓBNE OBCIĄŻENIE PALI Analiza wyników Ewentualna korekta, optymalizacja rozwiązania Palowanie zasadnicze Analiza uzyskiwanych wpędów i ocena fundamentu całej podpory Porównanie wyników obliczeń nośności pali Projekt: Qr=108 kn 0.9Nt=1098 kn Test: 0.9Nt=875 kn Przyrost nosności Qt/Q0 [-] 3,00 2,00 1,00 0 0 0 80 Czas t od wbicia pala w dniach Piaski Gliny Przyrost nosności [Qt/Qo] wg. Skov & Denver (88)? OK 8 7 Estakada WE-1 +% Przyrost nosności [Qt/Qo] 5 -% 3 Qt/Qo=A log(t/to)+1 A=2,59 2 1 80 0 100 10 30 0 50 0 70 80 Czas t od wbicia pala w dniach 3
13-0-08 Próbne obciążenia pali Test metodą statyczną Test metodą dynamiczną Analiza informacji z testu dynamicznego Obiekt WE-1 Legenda: z - głębokość Fundamant 3L Pal 23 Dz - długosć sekcji pala qs - graniczna nośność jednostkowa pobocznicy na odcinku Dz Rs - graniczna nośność pobocznicy na odcinku Dz Rb - nośność graniczna podstawy pala o długosci z Ru - nośność graniczna pala o długości z N - nośność obliczeniowa pala Ru/g Nmin - minimalna wymagana/akceptowalna nośność pala g - współczynnik bezpieczeństwa - dane z testu i projektu qs Rs SRs Rb Ru g N Nmin z Dz [kn/m] [kn] [kn] [kn] [kn] [-] [kn] [kn] 2.1 2.1 3.31 72 72 3 295 752.2 2.1 51.89 109 181 338 5 29 752 1.75. 2.2 15.09 33 5 107 118 925 752 8.5 2.1 179.25 37 9 11 87 12 752 10. 2.1 172.17 32 1282 11 02 1373 752 Nośność obliczeniowa [kn] 0 0 00 00 800 1000 10 100 100 0 y = 3E-0x 2 + 0.00x + 2.37 R² = 0.99 2 Długość pala 8 10 12
13-0-08 DLACZEGO WARTO BADAĆ PALE DYNAMICZNIE? wykonano TS=2 TD= Nośność a zagłębienie pala Formuła Duńska (Danish Driving Formula) do określania przyrostu nośności pala wraz z głębokością pogrążania (wg PN Formuła Duńsk a może być stosowania w gruntach niespoistych) wpędów Wysokość spadu mł ota Energia Energia pala w zagłębiania zagłębiania [-] -9,0 72 128 8, 3 28,0 5, -9,2 10 185 8, 5 2,0 9,8-9, 10 185 8, 7 2,0 1,0-9, 9 371 8, 9 98,0 23,8 pala S0 Z agłębienie ostatnie cm [ m] - -8,8 Obliczeniowa Graniczna gruncie pala pala kn kn [knm/ m] [knm/m] 72 128 8, 1 28,0 2,8 1 18-9,8 251 7 9, 1 12, 0 3, 17-10,0 1 29 9, 3 1, 0 8,3-1 21 9, 5 133, 0 1, -1 21 9, 7 133, 0 7,9 1, 0 17-1 1 29 9, 9 1-1 9 371 1 1-11,0 9 371 10,3 23-11,2 297 528 10,5 11, 0 1,5 3-11, 377 70 10,7 238, 0 1,3-11, 532 97 10,9 33, 0 179,9-11,8 579 1 030 11,1 392, 0 9,1 28 31 8,8 98,0 9, 98,0 10, -12,0 10 1 085 11,3 3, 0,5-12,2 901 1 05 11,5 72, 0 329,7-12, 8 1 502 11,7 588, 0 388,5-12, 8 1 502 11,9 588, 0 7,3-12,8 8 1 538 12,1 1, 0 508,9-13,0 8 1 502 12,3 588, 0 57,7 23-13,2 883 1 572 12,5, 0 32,1-13, 8 1 538 12,7 1, 0 93,7 23-13, 883 1 572 12,9, 0 758,1-13,8 8 1 538 13,1 1, 0 8,7-1,0 901 1 05 13,3 72, 0 25 2 88,9-1,2 9 1 3 13,5 700, 0 95,9-1, 93 1 13,7 728, 0 1029, 7 28-1, 97 1 7 13,9 78, 0 1108, 1 31-1,8 1 010 1 798 1,1 88, 0 1, 9-15,0 1 15 2 073 1,3 9, 0 1287, 3-15,2 1 10 2 030 1,5 882, 0 1375, 5-15, 1 115 1 98 1,7 80, 0 159, 5-15, 1 115 1 98 1,9 80, 0 153, 5-15,8 1 0 2 15 15,1 1008,0 1, 3 27-1,0 1 270 2 21 15,3 113,0 1757, 7 29-1,2 1 30 2 325 15,5 18,0 1879, 5 32-1, 1 355 2 12 15,7 13,0 13, 9 3-1, 1 38 2 15,9 128,0 5, 7 2-1,8 1 528 2 7 1,1 15,0 2302, 3 25-17,0 1 50 2 80 1,3 100,0 2, 3-17,2 1 82 2 38 1,5 13,0 257, 7-17, 1 03 2 98 1,7 117,0 29, 3-17, 2 1,9 11,0 280, 3-17,8 2 17,1 11,0 2918, 3-18,0 2 17,3 11,0 3030, 3-18,2 1 03 2 98 17,5 117,0 317, 9-18, 1 03 2 98 17,7 117,0 325, 5-18, 2 17,9 11,0 3377, 5-18,8 1 33 2 391 18,1 10,0 383, 9 0,0 Nośność oblicz eniow a w g F orm uły Duńskiej [kn] 0 1,0 8,0 8,0 9,0 9,0 10,0 10,0 11,0 11,0 500 1 000 1 500 2 000 G łębokość Rzędna stopy udzerzeń na młota 12,0 12,0 13,0 13,0 1,0 1,0 15,0 15,0 1,0 1,0 17,0 17,0 Skrócenie pala docelowego [m n.p.m] [m n.p.m] [k N] Nośność pala na podst awie spadu Ilość P 52P 2 [m ] [k N] [k Pa] [k N] 3.0 m Wysokość P 70 000000 1278,9 1,78 - -0,7 8, 971 Głębokość Numer pala Prz ekrój pala Długość pala Ciężar młota Moduł Younga dla betonu pala Projektowana nośność pala Ws półczynnik bezpieczeństwa Rzędna głowicy pala Rzędna terenu przy palu Zagłebienie bez zliczania Obciążenie pala Qr 5
0 0 00 00 800 1000 10 13-0-08 Etapowa realizacja fundamentu Jeden pal (testowy) o nośności N < Qrmax OK. Nośnośc podpory większa od obciążenia pomiomo noedoboru nośności jednego pala testowego N> Qr (Qrmax) Wykres (schemat) nośności pali wbitych z wykorzystaniem etapowej realizacji robót Zmiana liczby pali Redukcja liczby pali Dodatkowe pale n=7 szt; L=23.0 m; Qr=3 kn; Proj. 0.9Nt=909 kn; Test: 0.9Nt=12 kn n=0 szt; L=23.0 m; Qr=713 kn; Test: 0.9Nt=12 kn n=58 szt.; Qrmax=5 kn n=58-5+ szt.; Qrmax=70 kn (dla 57 pali) min 0.9Nt=9 kn
13-0-08 Podsumowanie wydłużenie pali testowych zmiana długości pali zmiana liczby pali roboty projektu liczba podpór 0 0 0 80 100 1 10 10 LICZBA PODPÓR Wszystkie wykonane fundamenty podpór mają nośność większą od przypadającego na nie obciążenia; na podstawie testów i wpędów oceniono nośność wszystkich (~700) wbitych pali N > Q - FUNDAMENTY SĄ BEZPIECZNE OK W niektórych warunkach gruntowych warto wydłużyć czas oczekiwania na wykonanie testów. Wykorzystanie wyników badań nośności pozwala zoptymalizować rozwiązanie fundamentu palowego ni/li = optimum FUNDAMENTY SĄ EKONOMICZNE zł, 7