Formularz wyszukiwania

Przykład oszacowania nośności osiowej oraz osiadania pala prefabrykowanego przy użyciu programu PaleCPT.

Baza wiedzy

Tagi:  przykłady obliczeń osiadania pala

Program PaleCPT pakietu ForGeo (www.forgeo.pl) umożliwia przeprowadzenie analizy geotechnicznej pali fundamentowych na podstawie sondowań statycznych CPT. Program jest powszechnie używany do wyznaczenia nośności i osiadania pali fundamentowych. Obliczenia przeprowadzane są jednocześnie dwiema metodami europejskimi (metodą niemiecką EAP – Recommendation on Piling oraz metodą francuską LCPT – M. Bustamante i L. Gianeeselli, Pile bearing capacity prediction by means of static penetrometer CPT). Poniżej omówiono przykładową procedurę oszacowania nośności i osiadania pojedynczego pala prefabrykowanego wbitego w podłoże uwarstwione przy użyciu programu PaleCPT. Wykres sondowania CPT Wykresy sondowań statycznych CPT dostępne są zazwyczaj w formie graficznej (najczęściej pliki PDF), jako część dokumentacji geotechnicznej. Do odczytu wartości liczbowych z wykresu sondowania służy program ScanCPT pakietu ForGeo, który automatycznie odczytuje wartości oporu stożka sondy qc i zapisuje do Excela. Dodatkowo wyznaczana jest także wytrzymałość gruntu spoistego na ścinanie cu zgodnie z normą PN-B-04452:2002 Geotechnika – Badania polowe. Działanie programu przedstawiono na krótkim filmie dostępnym na YouTube.

W zakładce Dane w polu:

Alt

 

Tytuł obliczeń – wpisać opis fundamentu widoczny na wydrukach;

Do tabeli Parametry podłoża gruntowego należy wczytać dane z sondowania CPT.
Naciśnij przycisk [ 1 ] i otwórz dane (qc i su) odczytane automatycznie z wykresu sondowania programem ScanCPT. Istnieje także możliwość manualnego odczytu danych (qc i su) z wykresu sondowania za pomocą modułu wbudowanego w program PaleCPT.
Otwarcie modułu następuje po naciśnięciu przycisku [ 2 ] (wówczas odczyt manualny realizowany jest poprzez wskazanie charakterystycznych punktów na wykresie sondowania).
Tabela parametrów gruntu składa się z następujących kolumn:

1. Z: rzędna w metrach pod poziomem terenu;

2. qc: opór stożka sondy w MPa na danej głębokości;

3. cu (su): wytrzymałość na ścinanie gruntu spoistego w kPa na danej głębokości (domyślnie parametr wyznaczany wg PN-B-04452:2002 Geotechnika – Badania polowe);

4. Rodzaj gruntu: grunt spoisty lub niespoisty.

Pozostałe parametry podłoża gruntowego:

Woda gruntowa – poziom względny wody gruntowej w metrach poniżej poziomu terenu, np. 2,00m p.p.t.

Grunt nienośny – w przypadku występowania gruntu nienośnego (np. świeżego nasypu) należy określić rzędne (od … do). Grunt nienośny nie jest uwzględniany w obliczeniach nośności pala – w omawianym przykładzie brak takiej warstwy.

Tarcie negatywne gruntu – w przypadku występowania tarcia negatywnego należy określić rzędne (od … do) – w omawianym przykładzie brak takiej warstwy.

Alt

Po uzupełnieniu zakładki Dane należy przejść do kolejnej zakładki Wykres.

Alt

Zakładka Wykres zawiera podgląd graficzny danych odczytanych z sondowania CPT. Podgląd graficzny umożliwia weryfikację danych gruntowych wczytanych do programu. Następnie przechodzimy do kolejnej zakładki Obliczenia.

Alt

Należy określić parametry gruntu i pala:

Parametry pala:

a. Rodzaj pala: należy określić rodzaj pala oraz technologię wykonania – np. wbijany żelbetowy prefabrykowany;

b. Szerokość boku pala: należy określić wymiar przekroju poprzecznego pala – np. 0,40m;

c. Długość pala w zwieńczeniu: w omawianym przykładzie należy określić długość prefabrykatu, która po rozkuciu głowicy będzie stanowić długość zakotwienia w zwieńczeniu (fundamencie) – np. 0,6m;

d. Rzędna spodu zwieńczenia: należy podać rzędną spodu zwieńczenia (np. podpory mostowej) w metrach pod poziomem terenu – np. 1,50m.

Alt

Grunty słabe:

Zaleca się pominięcie w obliczeniach nośności tzw. gruntów słabych. Definicja gruntów słabych dla obu metod obliczeniowych wyświetlana jest po naciśnięciu przycisku oznaczonego znakiem zapytania „ ? ”

Alt

Opory gruntu wg EAP:

Oddzielnie dla gruntów spoistych i niespoistych należy określić współczynniki z zakresu 0 ÷ 1 definiujące wartość oporów gruntu na pobocznicy i pod podstawą pala wg metody EAP – np. 0. Współczynnik 0 odpowiada wartości minimalnej oporów gruntu natomiast współczynnik 1 wartości maksymalnej określonej w metodzie EAP.

Alt

Poniżej znajdują się współczynniki obciążeń wykorzystywane w obliczeniach osiadania pala. Współczynniki dla obciążeń stałych i zmiennych przyjmowane są domyślnie wg EC7, DIN1054:

a. Częściowy współczynnik dla obciążeń stałych γ G – wartość domyślna 1,35;

b. Częściowy współczynnik dla obciążeń zmiennych γ Q – wartość domyślna 1,50;

Całkowity współczynnik obciążeń wyznaczany jest na podstawie stosunku obciążeń zmiennych do obciążeń całkowitych:

c. Stosunek obciążeń zmiennych do obciążeń całkowitych Q/(G+Q) – np. 0,50;

d. Całkowity współczynnik obciążeń γ (G,Q) (wartość wyznaczana automatycznie na podstawie γ G, γ Q oraz Q/(G+Q) – w omawianym przykładzie 1,42.

Alt

Współczynniki nośności obejmują wartości domyślne dla obu metod obliczeniowych (EAP i LCPC):

a. Współczynnik nośności dla podstawy pala γ b

b. Współczynnik nośności dla pobocznicy pala γ s

c. Współczynnik nośności pala wyciąganego γ t

Alt

Po uzupełnieniu danych w zakładacie Obliczenia należy nacisnąć przycisk "Wykonaj obliczenia nośności".

Program automatycznie przejdzie do zakładki Nośność.

Alt

W tablicach, oddzielnie dla obu metod obliczeniowych, prezentowane są wyniki nośności pala:

Z – zagłębienie stopy pala w metrach poniżej poziomu terenu;

Lc – długość całkowita pala w metrach (w omawiany przykładzie to całkowita długość prefabrykatu);

Lg – długość czynna pala w metrach – długość poniżej spodu zwieńczenia (w omawianym przykładzie jest to długość całkowita prefabrykatu pomniejszona o odcinek zagłębiony w podporze mostowej określany w zakładce Dane);

Rb(d) – nośność obliczeniowa stopy pala o danej długości w kN;

Rs(d) – nośność obliczeniowa pobocznicy pala o danej długości w kN;

T(d) – obliczeniowe tarcie negatywne gruntu w kN dla pala o danej długości (jeżeli zdefiniowano w zakładce Dane);

Rc(d) – nośność obliczeniowa na wciskanie dla pala o danej długości w kN;

Rt(d) – nośność obliczeniowa na wyciąganie dla pala o danej długości w kN;

Alt

W omawianym przykładzie pal o długości całkowitej Lc=14,0m i długości czynnej Lg=13,40m ma według metody EAP nośność obliczeniową na wciskanie równą Rc(d)=1592 kN i jednocześnie nośność obliczeniową na wyciąganie równą Rt(d)=452 kN.

Alt

Z kolei według metody LCPC pal o tej samej długości Lc=14,0m ma nośność obliczeniową na wciskanie równą Rc(d)=1415 kN i jednocześnie nośność obliczeniową na wyciąganie równą Rt(d)=591 kN.

Opcje poniżej służą do definiowania zakresu i sposobu prezentacji wyników obliczeń:

Alt

Prezentowane metody wyników nośności:

Prezentowana konfiguracja ustawień spowoduje wyświetlenie rozkładu nośności pala jednocześnie dla metody EAP i LCPC.

Metoda wskazana na wykresie nośności – opcja powoduje wskazanie na wykresie wartości nośności pala wg wybranej metody – w omawianym przykładzie EAP.

Po prawej stronie od zakładki Nośność widoczna jest zakładka Pal wciskany, a w oknie Rozkład nośności na wciskanie wyświetlany jest rozkład przyrostu nośności pala wciskanego w zależności od zagłębienia pala w gruncie. Zgodnie z ustawianiami zakresu wyników na wykresie prezentowany jest jednocześnie rozkład nośności dla obu metod (EAP – wykres niebieski oraz LCPC – wykres zielony). Wartości wskazane graficznie na wykresie oraz wartości liczbowe wyświetlone pod wykresem odnoszą się natomiast do aktualnie wybranej metody obliczeniowej – w niniejszym przykładzie metody EAP.

Po zaznaczeniu wybranej długości pala w Tabeli wyników w oknie Pal wciskany wyświetlany jest wykres dla pala o aktualnie wybranej długości. Poniżej wykresu podawane są informacje o długości całkowitej pala, nośności całkowitej, nośności stopy i pobocznicy oraz przyjętej wartości tarcia negatywnego dla wskazanej w przykładzie metody EAP.

Alt

Po przełączeniu po prawej stronie zakładki Pal wciskany na Pal wyciągany, analogiczne informacje w formie wykresu prezentowane są dla pala pracującego na wyciąganie.

Alt

Po przełączeniu po lewej stornie na ostatnią zakładkę Osiadanie prezentowane są wyniki osiadania pala wyznaczane jest zgodnie z metodą EAP.

Alt

W zależności od wybranej opcji wyniki osiadania pala dotyczą fazy testów (próbnego obciążenia pala) lub fazy docelowej (eksploatacji fundamentu palowego):

Alt

W omawianym przykładzie w zakładce Dane nie zdefiniowano tarcia negatywnego gruntu, zatem wartości osiadania pala dla obu powyższych opcji (tj. podczas próbnego obciążania i podczas eksploatacji) są jednakowe.

W tablicy wyników zestawione są punkty charakterystyczne tworzące krzywą osiadania pala (tj. osiadanie dla obciążeń pośrednich oraz obciążenia granicznego):

Z – zagłębienie stopy pala w metrach poniżej poziomu terenu;

Lc – długość całkowita pala w metrach (w omawianym przykładzie jest to całkowita długość prefabrykatu);

Lg – długość czynna pala w metrach – długość poniżej spodu zwieńczenia (w omawianym przykładzie jest to długość całkowita prefabrykatu pomniejszona o odcinek zagłębiony w podporze mostowej określany w zakładce Dane);

Rsg(k) – nośność charakterystyczna pala w kN przy osiadaniu o wartości Ssg w mm;

Ssg – osiadanie pala w mm przy obciążeniu o wartości Rsg(k) w kN;

R0035(k) – nośność charakterystyczna pala w kN przy osiadaniu o wartości odpowiednio: dla pali wbijanych S0035 w mm natomiast dla pali wierconych S003 w mm;

S0035 – osiadanie pala w mm przy obciążeniu o wartości odpowiednio: dla pali wbijanych R0035(k) w kN natomiast dla pali wierconych R003(k) w kN;

R01(k) – nośność charakterystyczna pala w kN przy osiadaniu o wartości S01 w mm;

S01 – osiadanie pala w mm przy obciążeniu o wartości R01(k) w kN.

Alt

Pod tablicą prezentowane jest obciążenie charakterystyczne pala Q(k) i odpowiadające mu osiadanie.

Alt

Wartość obciążenia charakterystycznego Q(k) określona została na podstawie współczynników obciążeń zdefiniowanych uprzednio w zakładce Obliczenia. Po zmianie wartości obciążenia charakterystycznego Q(k) wartość osiadania pala aktualizowana jest automatycznie i oznaczana graficznie na krzywej osiadania.

Alt

Podsumowanie:

W omówionym przykładzie przeanalizowano nośność na wciskanie i wyciąganie oraz osiadanie pala prefabrykowanego o przekroju 400x400mm, długości całkowitej Lc=14,0m i długości czynnej w gruncie Lg=13,4m pogrążonego w podłoże uwarstwione. Spód podpory mostowej zwieńczającej pale przyjęto na głębokości 1,50m pod poziomem terenu. Przewidziano rozkucie głowicy pala na odcinku 0,6m i zakotwienie zbrojenia w zwieńczeniu. Obliczenia wykonano na podstawie rzeczywistego wykresu sondowania CPT – tj. bez uśredniania oporu stożka sondy qc.

Obliczona wg metody EAP nośność geotechniczna żelbetowego pala prefabrykowanego wbijanego na wciskanie wynosi Rc(d)=1592kN, a na wyciąganie Rt(d)=452kN. Otrzymane wyniki nośności opowiadają minimalnej wartości oporów gruntu określonej w metodzie EAP.

Obliczona wg metody LCPC nośność geotechniczna żelbetowego pala prefabrykowanego wbijanego na wciskanie wynosi Rc(d)=1415kN, a na wyciąganie Rt(d)=591kN.

Wyznaczono także krzywą osiadania pala o długości całkowitej Lc=14,0m. Dla obciążenia charakterystycznego Q(k) o wartości 1121kN osiadanie pala wynosi 9,9mm.

Zostaw komentarz

SZUKAJ

BAZA WIEDZY

BĄDŹ NA BIEŻĄCO

Zapisz się do naszego newslettera, zdobywaj wiedzę i umiejętności

TAGI