Katedra Geoinżynierii SGGW w Warszawie Department of Geotechnical Engineering WULS SGGW

Podobne dokumenty
PRACE NAUKOWO-PRZEGLĄDOWE

PROJEKT STOPY FUNDAMENTOWEJ

Projektowanie geometrii fundamentu bezpośredniego

Tok postępowania przy projektowaniu fundamentu bezpośredniego obciążonego mimośrodowo wg wytycznych PN-EN Eurokod 7

Agnieszka DĄBSKA. 1. Wprowadzenie

Osiadanie fundamentu bezpośredniego

ZADANIA. PYTANIA I ZADANIA v ZADANIA za 2pkt.

Załącznik D (EC 7) Przykład analitycznej metody obliczania oporu podłoża

Zakład Geotechniki, Politechnika Białostocka Division of Geotechnics, Bialystok University of Technology

Kolokwium z mechaniki gruntów

Projekt ciężkiego muru oporowego

Wykorzystanie metody funkcji transformacyjnych do analizy nośności i osiadań pali CFA

, u. sposób wyznaczania: x r = m. x n, Zgodnie z [1] stosuje się następujące metody ustalania parametrów geotechnicznych:

STATECZNOŚĆ SKARP I ZBOCZY W UJĘCIU EUROKODU Wprowadzenie. 2. Charakterystyka Eurokodu 7. Halina Konderla*

Pale fundamentowe wprowadzenie

OBLICZENIA STATYCZNE

GEOTECHNICZNE WARUNKI POSADOWIENIA do projektu budowy sali sportowej przy Zespole Szkół nr 2 przy ul. Pułaskiego 7 w Otwocku

POSADOWIENIE BUDYNKU SZKOLNEGO W UJĘCIU NORM: PN-59/B-03020, PN-81/B i PN-EN

Katedra Geotechniki i Budownictwa Drogowego

Zakres wiadomości na II sprawdzian z mechaniki gruntów:

Warszawa, 22 luty 2016 r.

Obliczanie osiadań według zaleceń Eurokodu 7

Dobór parametrów odkształceniowych i wytrzymałościowych gruntów organicznych do projektowania posadowienia budowli

Warunki geotechniczne posadowienia obiektów związanych z rozbudową budynku D Uniwersytetu Rolniczego przy ul. Balickiej 116 w Krakowie

Wykonawstwo robót fundamentowych związanych z posadowieniem fundamentów i konstrukcji drogowych z głębiej zalegającą w podłożu warstwą słabą.

Uwagi dotyczące mechanizmu zniszczenia Grunty zagęszczone zapadają się gwałtownie po dobrze zdefiniowanych powierzchniach poślizgu według ogólnego

PROGNOZA NOŚNOŚCI PALI NA PODSTAWIE BADAŃ POLOWYCH WEDŁUG NORM PN-EN-1997 I PN-B-02482

(r) (n) C u. γ (n) kn/ m 3 [ ] kpa. 1 Pπ 0.34 mw ,5 14,85 11,8 23,13 12,6 4,32

NOŚNOŚĆ PALI POJEDYNCZYCH

Analiza fundamentu na mikropalach

Analiza ściany żelbetowej Dane wejściowe

ANALIZA WPŁYWU JAKOŚCI ROZPOZNANIA PODŁOŻA GRUNTOWEGO NA OCENĘ STANU GRANICZNEGO NOŚNOŚCI I UŻYTKOWALNOŚCI NA PRZYKŁADZIE WYBRANEGO OBIEKTU

NOŚNOŚĆ PALI POJEDYNCZYCH

1. Dane : DANE OGÓLNE PROJEKTU. Poziom odniesienia: 0,00 m.

Sprawdzenie stanu granicznego - wyparcie gruntu (UPL)

Analiza nośności pionowej oraz osiadania pali projektowanych z wykorzystaniem wyników sondowań CPT

Wybrane zagadnienia projektowania fundamentu bezpośredniego według PN-B03020:1981

Ocena stateczności nasypu na podłożu organicznym według Eurokodu 7 1 Stability assessment of embankment on organic soils using Eurocode 7

STANY GRANICZNE HYD W OBLICZENIACH STATECZNOŚCI DNA WYKOPU

mr1 Klasa betonu Klasa stali Otulina [cm] 4.00 Średnica prętów zbrojeniowych ściany φ 1 [mm] 12.0 Średnica prętów zbrojeniowych podstawy φ 2

GEO GAL USŁUGI GEOLOGICZNE mgr inż. Aleksander Gałuszka Rzeszów, ul. Malczewskiego 11/23,tel

Lp Opis obciążenia Obc. char. kn/m 2 f

Projektowanie ściany kątowej

EKSPERTYZA BUDOWLANA BUDYNKU MIESZKALNEGO-Wrocław ul. Szczytnicka 29

Obliczenia ściany oporowej Dane wejściowe

PRZEZNACZENIE I OPIS PROGRAMU

DANE OGÓLNE PROJEKTU

Egzamin z MGIF, I termin, 2006 Imię i nazwisko

Ustawienia obliczeń i administrator ustawień

Opis programu studiów

STOSOWANIE WSPÓŁCZYNNIKÓW CZĘŚCIOWYCH DO PARAMETRÓW GEOTECHNICZNYCH WEDŁUG EUROKODU 7 W OBLICZENIACH STATECZNOŚCI METODĄ ELEMENTÓW SKOŃCZONYCH

Miejscowość: Ostrówek Gmina: Klembów Powiat: Wołomiński. Zleceniodawca: Opracowanie: Hydrotherm Łukasz Olszewski. mgr inż.

GEOTECHNICZNE WARUNKI POSADOWIENIA

Podłoże warstwowe z przypowierzchniową warstwą słabonośną.

Opinia geotechniczna wraz z dokumentacją badań podłoża dla projektu zagospodarowania Skarpy Sopockiej wzdłuż ul. Sobieskiego.

Propozycja alternatywnego podejścia do obliczania i projektowania fundamentów palowych

OPINIA GEOTECHNICZNA

Białystok, r. Wykaz publikacji w języku polskim na temat Eurokodu 7 i norm związanych

Fundamenty palowe elektrowni wiatrowych, wybrane zagadnienia

PROJEKT ARCHITEKTONICZNO-BUDOWALNY GEOTECHNICZNE WARUNKI POSADOWIENIA

RAPORT Z BADAŃ CPT KOMUNALNEJ, NOWOMYŚLIWSKIEJ, NIEPODLEGŁOŚCI PRZEPROWADZONYCH W REJONIE ULIC: ORAZ GRYFA POMORSKIEGO W MIĘDZYZDROJACH

NACISK ŁAWY FUNDAMENTOWEJ NA PIASKI THE PRESSURE OF STRIP FOUNDATION ON SANDS. 1. Wprowadzenie Nr kol. 1735

Odnawialne Źródła Energii I stopień (I stopień / II stopień) Ogólno akademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

BIURO GEOLOGICZNE BUGEO Zielonka, ul. Poniatowskiego 16 tel./fax , ,

Zakład Geotechniki i Inżynierii Wodnej dr hab. inż. Tomasz Kozłowski. prof. dr hab. inż. Jerzy Z. Piotrowski

Opinia geotechniczna do projektu przebudowy drogi powiatowej nr 5103E Niesułków-Kołacin-Byczki-Maków-Mokra Lewa w miejscowości Maków.

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

PROJEKT GEOTECHNICZNY

OPINIA GEOTECHNICZNA Z DOKUMENTACJĄ PODŁOŻA GRUNTOWEGO

PROJEKT GEOTECHNICZNY

Przedsiębiorstwo Inwestycyjno-Projektowe Budownictwa Komunalnego AQUA-GAZ

ANALIZA NO NO CI POD O A WYBRANYCH STÓP FUNDAMENTOWYCH CENTRUM WODY SGGW W WARSZAWIE WED UG PN-81/B ORAZ EUROKODU 7

D O K U M E N T A C J A G E O T E C H N I C Z N A ( O P I N I A G E O T E C H N I C Z N A )

D O K U M E N T A C J A G E O T E C H N I C Z N A ( O P I N I A G E O T E C H N I C Z N A )

Projektowanie nie kotwionej (wspornikowej) obudowy wykopu

OPINIA GEOTECHNICZNA

Analiza gabionów Dane wejściowe

RAPORT Z BADAŃ NR LK /14/Z00NK

Opinia geotechniczna dla projektu Przebudowy mostu nad rzeką Wołczenicą w ciągu drogi powiatowej 1012Z.

Opinia geotechniczna GEO-VISION. Pracownia Badań Geologicznych

Spis treści 1 WSTĘP 4 2 OPIS ZASTOSOWANYCH METOD BADAWCZYCH 5 3 WYNIKI PRAC TERENOWYCH I BADAŃ LABORATORYJNYCH 7 4 PODSUMOWANIE I WNIOSKI 11

Pracownia specjalistyczna z Geoinżynierii. Studia stacjonarne II stopnia semestr I

KARTA MODUŁU KSZTAŁCENIA

Analiza konstrukcji ściany Dane wejściowe

Miasto Stołeczne Warszawa pl. Bankowy 3/5, Warszawa. Opracował: mgr Łukasz Dąbrowski upr. geol. VII Warszawa, maj 2017 r.

Oszacowanie miar bezpieczeństwa posadowienia bezpośredniego z zastosowaniem metody losowych elementów skończonych

OPINIA GEOTECHNICZNA dla zadania Budowa kanalizacji grawitacyjnej wraz z przyłączami w miejscowości GRODZISK WIELKOPOLSKI rejon ul. Górnej, os.

Fundamentem nazywamy tę część konstrukcji budowlanej lub inżynierskiej, która wsparta jest bezpośrednio na gruncie i znajduje się najczęściej poniżej

Dokumentacja i badania dla II kategorii geotechnicznej Dokumentacja geotechniczna warunków posadowienia.

PRACOWNIA GEOTECHNIKI, GEOLOGII INśYNIERSKIEJ, HYDROGEOLOGII I OCHRONY ŚRODOWISKA. Luty 2014 r.

Spis treści : strona :

Analiza stateczności zbocza

Opinia geotechniczna wraz z dokumentacją. badań podłoża gruntowego określająca warunki. gruntowo-wodne podłoża na terenie Szkoły Podstawowej

PN-B-03004:1988. Kominy murowane i żelbetowe. Obliczenia statyczne i projektowanie

Seminarium SITK RP Oddz. Opole, Pokrzywna 2013

Wykorzystanie wzoru na osiadanie płyty statycznej do określenia naprężenia pod podstawą kolumny betonowej

NOŚNOŚĆ PALI POJEDYNCZYCH

EGZAMIN Z FUNDAMENTOWANIA, Wydział BLiW IIIr.

GEOTECHNICZNE WARUNKI POSADOWIENIA

Analiza fundamentu bezpośredniego Dane wejściowe

Transkrypt:

Paweł GALAS Katedra Geoinżynierii SGGW w Warszawie Department of Geotechnical Engineering WULS SGGW Analiza nośności i osiadań podłoża z gruntów niespoistych obciążonego fundamentem bezpośrednim według Eurokodu 7 rozwiązanie zadania 2.1 ETC 10 Bearing capacity and settlements analysis of cohesionless soils loaded by shallow foundation according to Eurocode 7 solution of 2.1 design example ETC 10 Słowa kluczowe: Eurokod 7, stany graniczne nośności, stany graniczne użytkowalności, posadowienie bezpośrednie, sondowanie CPT Key words: Eurocode 7, ultimate limit states, serviceability limit states, shallow foundation, CPT sounding Wprowadzenie Wdrażanie do polskiej praktyki projektowej Eurokodu 7 wymaga od inżynierów zapoznania się z metodyką doboru parametrów geotechnicznych oraz zasadami projektowania konstrukcji geotechnicznych. Służą temu m.in. normy PN-EN 1997-1:2004. Eurokod 7. Część 1 oraz PN-EN 1997-2:2007. Eurokod 7. Część 2. Międzynarodowe Stowarzyszenie Mechaniki Gruntów i Inżynierii Geotechnicznej powołało do życia Europejski Komitet Techniczny 10 (ETC 10). W lipcu 2009 roku ETC 10 dostarczył zestaw 6 zadań projektowych. Inżynierowie oraz pracownicy instytucji naukowo-badawczych poproszeni zostali o przedstawienie własnych propozycji rozwiązania zadań według zasad Eurokodu 7. Osoby uczestniczące w niniejszym przedsięwzięciu zobligowane zostały do wyznaczenia wartości charakterystycznych parametrów geotechnicznych na podstawie dostarczonych wyników badań laboratoryjnych i terenowych oraz zaprojektowania konstrukcji geotechnicznych zgodnie z zasadami Eurokodu 7. Efekty tych działań zostaną zaprezentowane na spotkaniu reprezentantów krajów europejskich w kwietniu 2010 roku we Włoszech, na którym omówione zostaną rozwiązania oraz stanowiska poszczególnych krajów wdrażających Eurokod 7. W artykule przedstawiono propozycję rozwiązania pierwszego ze zbioru sześciu zadań dostarczonych przez ETC 10: Stopa fundamentowa posadowiona na za- Analiza nośności i osiadań podłoża z gruntów niespoistych... 77

gęszczonym piasku poddana osiowemu obciążeniu pionowemu. Metodyka obliczeń Punktem wyjściowym do prac projektowych był zestaw danych zawierający: układ sił działających na fundament, warunki geotechniczne, wyniki badań CPT oraz lokalizacje sondowań. Analizowany przypadek charakteryzuje się prostym układem obciążeń. Zakłada się, iż na fundament oddziaływają wyłącznie osiowe siły pionowe stałe oraz zmienne. Siły poziome oraz momenty zginające w poziomie posadowienia określone zostały jako równe zeru (rys. 1). W podłożu zalegają piaski drobne o ciężarze objętościowym 20 kn m 3, wilgotności naturalnej w n = 11%, stopniu wilgotności S r = 0,71. Nawiercony poziom wody gruntowej wynosi około 6,0 m ppt. Strop warstwy, którą można uznać za nieodkształcalną zalega na głębokości 8,0 m ppt. (rys. 1). Wykonano 4 sondowania CPT do głębokości 8,0 m ppt. Lokalizację każdego z badań przedstawiono na rysunku 2. Dostarczone wyniki badań wskazują na wartości oporu stożka (q c ) w zakresie 5 20 MPa (rys. 3). RYSUNEK 2. Lokalizacja sondowań CPT FIGURE 2. Localization of CPT soundings RYSUNEK 1. Schemat obliczeniowy i wartości charakterystyczne oddziaływań FIGURE 1. Design scheme and characteristic values of actions Zadaniem jest zaprojektowanie wymiarów stopy fundamentowej w danych warunkach geotechnicznych i układzie obciążeń przy uwzględnieniu dopuszczalnej wartości osiadań stopy s dop = 25 mm. Proces projektowania fundamentu sprowadzono do obliczeń stanu granicznego nośności oraz stanu granicznego użytkowalności. Stan graniczny nośności sprawdzono zgodnie z załącznikiem D normy PN-EN 1997-1:2004. Norma 78 P. Galas

określa, iż nośność podłoża nie zostanie przekroczona, gdy zachowana będzie nierówność: V d R (1) d gdzie: V d wartość obliczeniowa obciążenia [kn], R d wartość obliczeniowa oporu granicznego podłoża [kn]. Opór graniczny podłoża dla warunków z odpływem oblicza się ze wzoru: Rd cnsbi ' c c c c qnsbi ' q q q q A' 0,5 ' BNsbi ' (2) gdzie: A zredukowana powierzchnia podstawy fundamentu A = L B [m 2 ], c spójność efektywna gruntu [kpa], γ obliczeniowy efektywny ciężar objętościowy gruntu zalegającego poniżej podstawy fundamentu [kn m 3 ], q obliczeniowy efektywny nacisk nadkładu w poziomie podstawy fundamentu [kpa], N c, N q, N γ współczynniki nośności [ ], s c, s q, s γ współczynniki kształtu fundamentu [ ], i c, i q, i γ współczynniki nachylenia obciążenia [ ], b c, b q, b γ współczynniki nachylenia podstawy fundamentu. W celu wyznaczenia wymiarów fundamentów, zapewniających spełnienie warunku dopuszczalnego osiadania stopy fundamentowej, wykorzystano metodę Schmertmanna i innych (1978). Obliczenia osiadań wykonano zgodnie z równaniem: z I z s CC 1 2( q ' vo ) dz (3) CE' 0 gdzie: C 1 współczynnik poprawkowy ze względu na głębokość posadowienia [ ], C 2 współczynnik poprawkowy uwzględniający pełzanie gruntu [ ], C 3 współczynnik poprawkowy ze względu na kształt fundamentu [ ], ' vo efektywne geostatyczne naprężenie pionowe w poziomie posadowienia [kpa], q naprężenie w poziomie posadowienia wywołane obciążeniem zewnętrznym [kpa], I z współczynnik wpływu odkształceń [ ], E moduł odkształcenia danej warstwy [kpa]. Wymiary fundamentu dobrano, wykorzystując podejście obliczeniowe DA2. W dalszej części artykułu przedstawiono wyniki dla zaprojektowanych wymiarów fundamentu według DA2, ale z wykorzystaniem podejść obliczeniowych DA1(1), DA1(2), DA3. Przedstawiono również wyniki obliczeń dla wymiarów stopy 2,0 m oraz minimalne wymiary fundamentu wyznaczone z poszczególnych podejść projektowych według Eurokodu 7 oraz PN-81/ B-03020. Wyniki obliczeń Stan graniczny nośności Kąt tarcia wewnętrznego wyznaczano na podstawie reprezentatywnego profilu q c (rys. 3). Profil reprezentatywny określono, biorąc pod uwagę każde 3 Analiza nośności i osiadań podłoża z gruntów niespoistych... 79

qc [ MPa ] 0 10 20 30 40 0 ' [ st. ] 36,0 37,0 38,0 39,0 40,0 0,5 1 0,7 2 0,9 3 1,1 1,3 4 z [ m ] z [ m ] 1,5 5 1,7 6 1,9 7 2,1 8 2,3 9 CPT1 CPT3 CPT_weighted_average CPT2 CPT4 RYSUNEK 3. Reprezentatywny profil q c FIGURE 3. Representative profile of q c z badań CPT, jednakże sondowanie CPT 4 potraktowano jako wiodące (najbliżej położone w stosunku do fundamentu). Wyznaczono zatem średnią ważoną q c, uwzględniając usytuowanie poszczególnych profili CPT, za wagę przyjęto odległości poszczególnych sondowań od fundamentu. Kąt tarcia wewnętrznego wyznaczono z zależności (PN-EN 1997- -2:2007): ϕ = 13,5 log q c + 23 (4) Wykorzystując zależność (4) wyznaczano wartość tanϕ do głębokości B poniżej poziomu posadowienia (rys. 4). 2,5 angle( up to B) angle(characteristic value) Ze zbioru wyznaczonych w ten sposób wartości tanϕ obliczono średnią arytmetyczną (X m ) oraz odchylenie standardowe (S d ). Wartość charakterystyczną (X k ) kąta tarcia wewnętrznego określono, wykorzystując metodę Schneidera (1999): X k = X m 0,5S d (5) gdzie: xi X m = = 0,79 n ( xi Xm) S d = = 0,02 n 1 2 angle (arithmetic average) RYSUNEK 4. Kąt tarcia wewnętrznego FIGURE 4. Angle of internal friction 80 P. Galas

X k = X m 0,5S d = 0,79 0,5 0,02 = = 0,78, zatem tanϕ = 0,78 tanϕ = 0,78 ϕ = 37,9 Wartość charakterystyczną kąta tarcia wewnętrznego wynosi j k = 37,9. Wartości obliczeniowe parametrów geotechnicznych wyznaczono, wykorzystując współczynniki częściowe z tablicy A.4 zestaw M1 (PN-EN 1997-1:2004). Wartość charakterystyczną obciążeń przyjęto na podstawie obciążeń przekazywanych przez konstrukcję (uwzględniano ciężar fundamentu). Sumaryczna wartość charakterystyczna obciążenia pionowego przy wymiarach fundamentu 1,4 m wynosi: V k = G v,k + G p,k + Q v,k = 1000 + 39 + 750 = = 1789 kn gdzie G p,k wartość charakterystyczna obciążenia od ciężaru stopy fundamentowej przy wymiarach 1,4 m. Wartość obliczeniową obciążeń wyznaczono, wykorzystując współczynniki częściowe z tablicy A.3 zestaw A1 (PN-EN 1997-1:2004): V d = (G v,k + G p,k ) γ G + Q v,k γ Q = (1000 + + 39) 1,35 + 750 1,5 = 2528 kn Współczynniki częściowe oporu podłoża przyjęto zgodnie z tablicą A.5 (PN-EN 1997-1:2004): R k = (c N c s c b c i c + q N q s q b q i q + + 0,5γ B N γ s γ b γ i γ )A = (0 + 16 48,29 1,61 1 1 + 0,5 20 1,4 73,63 0,7 1 1) 1,4 1,4 = (0 + 1243,95 + + 721,57) 1,96 = 3852 kn Wartość charakterystyczna oporu podłoża gruntowego R k = 3852 kn. Globalny współczynnik bezpieczeństwa (OFS) wynosi: OFS = R k /V k = 3852/1789 = 2,15 V d < R d V d = 2528 kn < R d = R k / γ R,v = 3852/1,4 = = 2751 kn Współczynnik wykorzystania nośności (Λ) wynosi: Λ = V d /R d = 2528/2751 = 0,92 Dla wymiarów stopy fundamentowej 1,4 m stan graniczny nośności nie został przekroczony. Stan graniczny użytkowalności Sprawdzenie warunku stanu granicznego użytkowalności w ujęciu normy PN-EN 1997-1:2004 nie jest jednoznaczne, albowiem dokument dostarcza bardzo ogólnych wytycznych obliczania osiadań podłoża. Wyznaczanie wartości osiadań wyłącznie na podstawie wyników badań CPT nie jest w Polsce rozpowszechnione i szeroko wykorzystywane w zagadnieniach praktycznych. Analizowany przypadek wymagał jednak wykorzystania metody uwzględniającej wyniki badań terenowych CPT oraz charakter odkształceń podłoża obciążonego stopą fundamentową. Do obliczeń wykorzystano metodę Schmertmanna i innych (1978). Podłoże poniżej poziomu posadowienia podzielono na skończoną liczbę warstw obliczeniowych (Δz) do głębokości 2B (stopy kwadratowe L/B = 1). Każda z warstw reprezentuje sztywność gruntu zgodną z wynikami badań (w tym przypadku q c ). Wartość oporu stożka (q c ) i modułu odkształcenia (E ) wyznaczono oddzielnie dla każdej z wydzielonych warstw (rys. 5). Analiza nośności i osiadań podłoża z gruntów niespoistych... 81

z [ m ] 0,00 10,00 20,00 30,00 0 1 2 3 4 5 6 qc = 11,61 MPa qc = 13,37 MPa qc = 14,92 MPa qc = 15,63 MPa qc = 14,96 MPa qc = 15,35 MPa qc = 17,02 MPa qc = 17,25 MPa qc = 17,23 MPa qc = 17,76 MPa weighted average CPT Layer_2 Layer_4 Layer_6 Layer_8 Layer_10 qc [ MPa ] Layer_1 Layer_3 Layer_5 Layer_7 Layer_9 RYSUNEK 5. Warstwy obliczeniowe wykorzystane w obliczeniach osiadań FIGURE 5. Calculation layer used in settlement analysis Obliczenia prowadzono przy wykorzystaniu wartości charakterystycznych parametrów geotechnicznych oraz obciążeń. Wartość charakterystyczną modułu odkształcenia przyjęto w zależności od oporu zagłębiania stożka. Do wyznaczenia modułów odkształcenia wykorzystano profil reprezentatywny q c oraz zależność: E = 2,5 q c (6) Wartość charakterystyczną obciążeń przyjęto na podstawie obciążeń przekazywanych przez konstrukcję (uwzględniano ciężar fundamentu). Sumaryczna wartość charakterystyczna obciążenia pionowego przy wymiarach fundamentu 2,0 m wynosi: V k = G v,k +G p,k + Q v,k = 1000 + 80 + 750 = = 1830 kn gdzie G p,k wartość charakterystyczna obciążenia od ciężaru stopy fundamentowej przy wymiarach 2,0 m. Wartości osiadań zbliżone do granicznych (s dop = 25 mm) otrzymano dla wymiarów stopy fundamentowej = 2,0 m (tab. 1). Obliczenia wykazały, że stosując podejście DA2 wymiary fundamentu, przy których uzyskuje się stan graniczny nośności, wynoszą 1,4 m. Jednakże nieprzekroczenie stanu granicznego użytkowalności wymaga minimalnych wymiarów 2,0 m. Prawidłowo zaprojektowana konstrukcja lub jej element składowy nie powinny przekraczać obu stanów granicznych, zatem za wiążący należy uznać stan graniczny użytkowalności i przyjęcie stopy fundamentowej 2,0 m. W tabeli 2 przedstawiono wyniki obliczeń nośności podłoża dla wymiarów stopy, przy których uzyskuje się stan graniczny nośności według podejścia DA2. Bardzo zbliżone zapasy bezpieczeństwa uzyskano przy zastosowaniu obliczeń według PN-81/B-03020. Podejście projektowe DA1(1) wykazuje stosunkowo duży zapas bezpieczeństwa Λ = 0,65, zatem zgodnie z tym podejściem nie zachodzi konieczność zwiększenia wymiarów stopy. Podejścia projektowe DA1(2) oraz DA3 wskazują na konieczność zwiększenia wymiarów fundamentu. 82 P. Galas

TABELA 1. Wyniki obliczeń osiadań TABLE 1. Results of settlement calculations Warstwa Layer Strop Top Spąg Bottom Głębokość Depth z q c E I z (I z x z)/c 3 E s m m m m kpa kpa mm kpa 1 mm 1 0 0,4 0,2 0,4 11610 29025 0,2490 0,0027 1,833 2 0,4 0,8 0,6 0,4 13370 33425 0,5471 0,0052 3,496 3 0,8 1,2 1 0,4 14920 37300 0,8452 0,0073 4,840 4 1,2 1,6 1,4 0,4 15630 39075 0,7325 0,0060 4,004 5 1,6 2 1,8 0,4 14960 37400 0,6198 0,0053 3,540 6 2 2,4 2,2 0,4 15350 38375 0,5072 0,0042 2,823 7 2,4 2,8 2,6 0,4 17020 42550 0,3945 0,0030 1,980 8 2,8 3,2 3 0,4 17250 43125 0,2818 0,0021 1,396 9 3,2 3,6 3,4 0,4 17230 43075 0,1691 0,0013 0,839 10 3,6 4 3,8 0,4 17760 44400 0,0564 0,0004 0,272 Suma Total 4 25,0 TABELA 2. Porównanie wyników obliczeń nośności podłoża dla wymiarów stopy fundamentowej 1,4 m TABLE 2. Comparison of vertical bearing resistance of soil for dimensions of pad footing 1,4 m Parametr Parameter DA1(1) DA1(2) DA2 DA3 PN DAk PNk V k 1789 1789 1789 1789 1789 1789 1789 R k 3852 1626 3852 1626 4916 3852 4916 R k / V k 2,15 0,91 2,15 0,91 2,75 2,15(OFS) 2,75(OFS) V d 2528 2014 2528 2528 2147 R d 3852 1626 2751 1626 2352 Λ 0,65 1,24 0,92 1,55 0,91 Objaśnienia / Explanations: DA podejście obliczeniowe według Eurokod 7 / design approach according to Eurocode 7, PN obliczenia według PN-81/B-03020 / calculations according to PN-81/B-03020, V k wartość charakterystyczna obciążania / characteristic value of load [kn], R k wartość charakterystyczna oporu podłoża gruntowego / characteristic value of vertical bearing resistance [kn], V d wartość obliczeniowa obciążenia / design value of load [kn], R d wartość obliczeniowa oporu podłoża gruntowego / design value of vertical bearing resistance [kn], OFS globalny współczynnik bezpieczeństwa / overall factor of safety [ ], Λ = V d / R d współczynnik wykorzystania nośności / utilization factor [ ], DAk obliczenia podejściami obliczeniowymi według Eurokodu 7 z wykorzystaniem wartości charakterystycznych obciążeń oraz parametrów geotechnicznych / calculations according to Eurocode 7 with use of characteristic values of loads and geotechnical parameters, PNk obliczenia według PN-81/B-03020 z wykorzystaniem wartości charakterystycznych obciążeń oraz parametrów geotechnicznych / calculations according to PN-81/B-03020 with use of characteristic values of loads and geotechnical parameters. Analiza nośności i osiadań podłoża z gruntów niespoistych... 83

TABELA 3. Porównanie wyników obliczeń nośności podłoża dla wymiarów stopy fundamentowej 2,0 m TABLE 3. Comparison of vertical bearing resistance of soil for dimensions of pad footing 2,0 m Parametr Parameter DA1(1) DA1(2) DA2 DA3 PN DAk PNk V k 1830 1830 1830 1830 1830 1830 1830 R k 9112 3775 9112 3775 11026 9112 11026 R k / V k 5,09 2,11 5,09 2,11 6,16 5,09(OFS) 6,16(OFS) V d 2583 2055 2583 2583 2196 R d 9112 3775 6509 3775 5222 Λ 0,28 0,54 0,40 0,68 0,42 Objaśnienia jak w tabeli 2. / Explanations in Table 2. TABELA 4. Porównanie minimalnych wymiarów stóp fundamentowych ze względu na stan graniczny nośności TABLE 4. Comparison of minimum pad footings dimensions according to ultimate limit states Parametr Parameter DA1(1) DA1(2) DA2 DA3 PN DAk PNk = 1,2 m = 1,55 m = 1,35 m = 1,7 m = 1,35 m = 1,05 m = 0,9 m V k 1779 1798 1789 1808 1789 1772 1766 R k 2686 2061 3841 2562 2413 1972 1864 R k / V k 1,51 1,14 2,14 1,42 1,35 1,11(OFS) 1,05(OFS) V d 2514 2023 2524 2528 2147 R d 2687 2061 2529 2562 2173 Λ 0,94 0,98 0,99 0,99 0,99 Objaśnienia jak w tabeli 2. / Explanations in Table 2. Obliczenia dla wymiarów stopy fundamentowej 2,0 m wskazują na wyniki znacznie odbiegające od pełnego wykorzystania nośności podłoża (tab. 3). W przypadku podejścia DA2 konieczne było doprowadzenie współczynnika wykorzystania nośności do wartości Λ = 0,4. Zapewnienie tego samego poziomu wykorzystania nośności w przypadku różnych podejść projektowych daje różne wymiary stopy fundamentowej (tab. 4). Analizując minimalne wymiary fundamentu niepowodujące przekroczenie stanu granicznego nośności (wartość współczynnika wykorzystania nośności Λ 1,0), otrzymano: 1,2 1,7 m w zależności od podejścia projektowego według Eurokodu 7 oraz 1,35 m według PN-81/B-03020 (tab. 4). Wnioski 1. Minimalne wymiary stopy fundamentowej ze względu na warunek stanu granicznego nośności przy zastosowaniu podejścia projektowego DA2 oszacowano na 1,4 m. Najbliższy zapas bezpieczeństwa dla powyższych wymiarów uzyskano, 84 P. Galas

2. 3. stosując obliczenia według PN-81/ B-03020. Podejścia DA1(2), DA3 wskazują na przekroczenie stanu granicznego nośności (tab. 2). Podejście DA2 oraz obliczenia według PN-81/B-03020 dostarczają odmiennych wartości R k /V k, jednak zastosowanie współczynników częściowych powoduje, że wartość współczynnika wykorzystania nośności jest bardzo zbliżona Λ = 0,91 0,92 (tab. 2). Na podstawie przeprowadzonych obliczeń szacuje się, iż wymiary stopy fundamentowej zapewniające nieprzekroczenie stanu granicznego nośności oraz użytkowalności przy zastosowaniu podejścia projektowego DA2, wynoszą 2,0 m. Przeprowadzając obliczenia z wykorzystaniem charakterystycznych wartości parametrów geotechnicznych oraz obciążeń, uzyskano następujące minimalne wymiary stóp niepowodujące przekroczenie stanu granicznego nośności: 1,05 m dla podejść projektowych według Eurokodu 7, 0,9 m dla obliczeń według PN-81/B-03020 (tab. 4). Uwzględnienie współczynników częściowych powoduje wzrost wymiaru podstawy fundamentu o ΔB = = 0,15 0,65 m (14 60% w stosunku do 1,05 m) przy zastosowaniu podejść projektowych według Eurokodu 7 oraz ΔB = 0,45 m (50% w stosunku do 0,9 m) według PN-81/B-03020. Literatura AYSEN A. 2002: Soil Mechanics. Basic Concepts and Engineering Applications. A.A. Balkema Publisher, Lisse, Abingdon, Exton (PA), Tokyo. BOND A., HARRIS A. 2008: Decoding Eurocode 7. Taylor & Francis Group, London, New York. CRAIG R.F. 2004: Craig s soil mechanics. Spon Press, Taylor & Francis Group, London, New York. FRANK R., BAUDIN C., DRISCOLL R., KAV- VADAS M., KREBS OVESEN N., ORR T., SCHUPPENER B., 2004: Designers Guide to EN 1997-1 Eurocode 7: Geotechnical Design General rules. Thomas Telford Publishing, London. GALAS P., KIZIEWICZ D. 2008: Analiza nośności podłoża wybranych stóp fundamentowych Centrum Wody SGGW w Warszawie według PN-81/B-03020 oraz Eurokodu 7. Acta Scientiarum Polonorum, Architectura, 7 (2): 23 38. GALAS P., KIZIEWICZ D. 2009: Ocena nośności podłoża pod stopą fundamentową według Eurokodu 7 oraz PN-81/B-03020. Red. E. Dembicki i inni. Wydawnictwo Uczelniane Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego, Bydgoszcz: 575 582. KŁOSIŃSKI B., PIECZYRAK J. 2009: Norma EN 1997 Eurokod 7 Projektowanie geotechniczne. Inżynieria Morska i Geotechnika 3: 168 179. LECHOWICZ Z., RABARIJOELY S. 2003: Ocena osiadań fundamentów bezpośrednich posadowionych na prekonsolidowanych gruntach spoistych. Inżynieria Morska i Geotechnika 3 4: 129 132. PIECZYRAK J. 2006: Nośność graniczna podłoża gruntowego według PN-81/B-03020 i Eurokodu 7. Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej, Budownictwo 28. PN-81/B-03020 Posadowienie bezpośrednie budowli. Obliczenia statyczne i projektowanie. PN-EN 1997-1:2004. Eurokod 7. Projektowanie geotechniczne. Część 1: Zasady ogólne. PN-EN 1997-2:2007. Eurokod 7. Projektowanie geotechniczne. Część 2: Rozpoznanie i badanie podłoża gruntowego. SCHMERTMANN J.H., HARTMANN J.P., BROWN P.R. 1978: Improved strain influence factor diagrams. ASCE Journal of the Geotechnical Engineering Division 104 (GT8): 1131 1135. Analiza nośności i osiadań podłoża z gruntów niespoistych... 85

SCHNEIDER H.R. 1999: Determination of characteristic soil properties. Proc. of the 12 th ECSMGE, Amsterdam 1: 273 281. VOGT N., SCHUPPENER B., WEISSENBACH A., GAJEWSKA B., KŁOSIŃSKI B. 2006. Podejścia obliczeniowe stosowane w Niemczech w projektowaniu geotechnicznym według Eurokodu 7-1. Inżynieria i Budownictwo 6. WYSOKIŃSKI L. 2009: Wartości parametrów geotechnicznych w zastosowaniu do projektowania budowlanego wg PN-EN 1997-1 i PN-EN 1997-2. XXIV Ogólnopolskie Warsztaty Pracy Projektanta Konstrukcji, 17 20 marca 2009 r., Wisła. www.eurocode7.com Summary Bearing capacity and settlements analysis of cohesionless soils loaded by shallow foundation according to Eurocode 7 solution of 2.1 design example ETC10. The paper presents calculations of ultimate limit states and serviceability limit states of shallow foundation based on dense sand. It refers to the set of 6 design examples provided by European Technical Committee (ETC10), which was established by the International Society of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering. Engineers and scientists were asked to supply their own solutions of the examples according to the rules of Eurocode 7. The paper presents the methodology and results of the first design example 2.1, Pad foundation with central load on dense sand. Author s address: Paweł Galas Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego Katedra Geoinżynierii ul. Nowoursynowska 159, 02-776 Warszawa Poland e-mail: pawel_galas@sggw.pl 86 P. Galas