Fundamenty na terenach górniczych
Instrukcja ITB Wymagania techniczno-budowlane dla obiektów budowlanych wznoszonych na terenach podlegających wpływom eksploatacji górniczej zostały wydane i zalecone do stosowania w działalności inwestycyjnej na podstawie rozporządzenia Ministra Gospodarki Terenowej i Ochrony Środowiska w dniu 8 maja 1975 Znowelizowane i wydrukowane jako Instrukcja ITB nr 364/2007 pt.: ITB, Wymagania techniczne dla obiektów budowlanych wznoszonych na terenach górniczych Nawiązują do rozporządzenia Ministra Infrastruktury z dn. 12 kwietnia 2002 w sprawie warunków technicznych jaki powinny podlegać budynki i ich usytuowanie
Przedmiot instrukcji Obiekty budowlane: Mieszkalne i użyteczności publicznej Przemysłowe i typu halowego Niektóre obiekty inżynierskie Zewnętrznej infrastruktury obiektów i jej podłączeń do instalacji wewnętrznych Wpływy Ciągłe deformacje powierzchni terenu związane z wystąpieniem górniczych niecek obniżeniowych Drgania podłoża jako efekty wstrząsów górniczych
Ważniejsze normy i dokumenty powiązane PN-85/B02170 Ocena szkodliwości drgań przekazywanych przez podłoże na budynki PN-85/B02000 Obciążenia budowli. Instrukcja ITB nr 332/1994 Projektowanie hal stalowych na terenach górniczych wraz z komentarzem i przykładami Instrukcja ITB nr 391/2003 Projektowanie budynków podlegających wpływom wstrząsów górniczych Instrukcja ITB nr 416/2006 Projektowanie budynków na terenach górniczych
Wpływy podziemnej eksploatacji górniczej na powierzchnię WPŁYWY EKSPLOATACJI GÓRNICZEJ NA POWIERZCHNIĘ Przemieszczenia elementów górotworu Wstrząsy górnicze Zmiana stosunków wodnych w górotworze i na powierzchni Deformacje powierzchni Drgania podłoża Dodatkowe deformacje powierzchni Deformacje ciągłe Deformacje nieciągłe
Ciągłe deformacje powierzchni Zniekształcenia powierzchniowej warstwy górotworu w formie niecki obniżeniowej, charakteryzowane przez: Pionowe przemieszczenie w Poziome przemieszczenie u Nachylenie T Krzywiznę K Poziome odkształcenie ε Wyliczane z teorii mechaniki górotworu (Budryka-Knothego) zależą od: Grubości (g) i głębokości (H) eksploatowanego pokładu Kąta zasięgu wpływów górniczych (β) Współczynnika eksploatacyjnego (system z zawałem czy z podsadzką)
Ciągłe deformacje powierzchni gdzie: r promień zasięgu wpływów górniczych: r = H / tg β c = 2,0 jeśli nieznane
Kategorie deformacji terenu górniczego gdzie R = 1 / K Można przyjmować kryteria oddzielnie dla każdego wskaźnika, za pomocą trzech odrębnych kategorii np.: II (T), V (R)
Nieciągłe deformacje powierzchni Dzieli się na dwa podstawowe typy: Deformacja powierzchniowa Deformacja liniowa Zniekształcenie przypowierzchniowej elementów górotworu do pustek, które pozostały po wcześniejszych wyrobiskach, lub gdy eksploatacja jest prowadzona na małej głębokości. Przybiera formę: Lejów stożkowych Nieregularnych zapadlisk prostopadłościennych Otworów cylindrycznych
Nieciągłe deformacje powierzchni Deformacje liniowe towarzyszom zwykle obniżeniom terenu nad: polami płytkiej eksploatacji górniczej szybko postępującym frontem robót wychodniami uskoków tektonicznych lub wychodniami pokładów nachylonych naruszonych robotami górniczymi Przybiera formę: pęknięć i szczelin rowów i progów terenowych osuwisk
Zmiana stosunków wodnych Sutki: zalewiska powierzchniowe względne podniesienie poziomu wody gruntowej w stosunku do obniżonego poziomu terenu obniżenie powierzchni terenu spowodowane odwodnieniem górotworu w obszarze tzw. leja depresyjnego obniżenie powierzchni spowodowane zmianą poziomu wód gruntowych w górotworze (zjawiska sufozyjne)
Wstrząsy górnicze Zjawiska dynamiczne Powstają w wyniku gwałtownego przemieszczania, pękania lub załamywania się warstw górotworu Wyzwalają duże energie Sąźródłem drgań, propagujących się w gruncie parasejsmika Charakteryzuje się je przez: przyśpieszenia częstotliwości przyspieszeniowe spektrum odpowiedzi
Projektowanie na terenach górniczych Przed opracowaniem dokumentacji projektowej musi być wykonana (na podstawie programu robót górniczych): Prognoza szczegółowa zawierająca: Wartości ustalonych i nieustalonych wskaźników deformacji Ocenę ich narastania Prognoza podstawowa dostarcza: Czasow-ekstremalne wartości wskaźników deformacji Prognoza przybliżona obejmuje: Mapę izolinii końcowych obniżeń terenu Kategorie terenu górniczego
Projektowanie na terenach górniczych Warunki posadowienia za B/03020 Określić wymagany zakres badań terenowych i laboratoryjnych Przy met. B obniżyć E 0 o 30% Głębokość wierceń min. 3,0 m (zalecana 5,0) poniżej poziomu posadowienia Ustalenie istniejących warunków hydrogeologicznych i możliwości ich zmiany
Kwalifikacja do zabudowy terenów o deformacji ciągłęj Wprowadzić trwały drenaż jeżeli po obniżeniu terenu woda gruntów w stosunku do pierwotnego poziomu terenu może się utrzymać na głębokości g < w + h Ewentualna realizacja wymaga szczegółowej analizy oraz systemu zabezpieczeń konstrukcji jeżeli ε > 9mm Można stosować urządzenia do rektyfikacji pionowej lub uznać przechylenia za dopuszczalne jeżeli T > 10 mm
Wartości charakterystyczne oddziaływań górniczych Nie stosujemy dla nachylenia T Dla ε i K uzyskujemy przez przemnożenie przez współczynnik warunków pracy k wp
Współczynniki bezpieczeństwa obliczeniowe wartości oddziaływań Dla ε 1,3 Dla T: Dla obiektów wysokich oraz jeśli wysokość obiektu przekracza dwukrotny wymiar krótszego boku: 1,5 Dla pozostałych: 1,2 Dla K 1,7
Obliczeniowe wartości dla drgań Przyjmuje się równe charakterystycznym, przy czym: a p,d = a p,max maksymalne prognozowane przyspieszenie podłoża w przewidywanym miejscu lokalizacji β(t) wartość przyspieszeniowego spektrum dla wzorcowego spektrum odpowiedzi, gdzie T okres drgań własnych budowli
SGN Kombinacje obciążeń: Podstawowa stałe + zmienne Wyjątkowa stałe + niektóre zmienne + jedno wyjątkowe SGU: E k C k E k - efekt oddziaływań charakt. Wyznaczony dla jednej z kombinacji C k wartość dopuszczalna efektu oddziaływań górniczych zgodnie z tab. 4
Miara uciążliwości użytkowania obiektu
Posadowienie obietów Zaleca się stosować posadowienie BEZPOŚREDNIE Posadowienie w miarę możności PŁYTKO Zadanie fundamentu - oprócz przeniesienia pionowych obciążeń na grunt musi przejąć skutki oddziaływań Posadowienie na jednym poziomie pod całym obiektem W przeciwnym razie przerwy dylatacyjne (9b, c) lub zagłębienie środkowej części (9a) NIE należy posadawiac na warstwie o dużej nośności a małej odksztłcalności Unikac lokalizacji na stoku
Posadowienie obiektów
Uzasadnienie
Posadowienie na stoku
Ławy fundamentowe z przeponą
Układy ściągów w poziomie posadowienia
Literatura Grabowski Z., Pisarczyk St., Obrycki M., Fundamentowanie Piętkowski R. Fundamentowanie Kwiatek J., Ochrona obiektów budowlanych na terenach górniczych ITB, Instrukcje, Wytyczne, Poradniki 364/2007, Wymagania techniczne dla obiektów budowlanych wznoszonych na terenach górniczych