Formularz wyszukiwania

Wykorzystanie wyników badań dynamicznych nośności pali

Baza wiedzy

Tagi:  nośność pala wzór dynamiczny DLT SLT badanie nośności

Rodzaj i liczbę badań nośności pali prefabrykowanych dobiera projektant do rodzaju konstrukcji, zrealizowanego zakresu rozpoznania (badania geotechniczne) i zmienności warunków gruntowych oraz liczby pali w fundamencie. Badania pali można przeprowadzić na etapie projektowania (na palach testowych) lub jako powykonawczą kontrolę nośności.

Badanie nośności można przeprowadzić.:

W przypadku konieczności przeprowadzenia dużej liczby badań efektywne jest wykorzystanie kilku, wzajemnie uzupełniających się metod badań.

1. Wzór dynamiczny

Najtańszą normową (PN-83/B-02482, PN-EN 1997-1 ) metodą oceny nośności granicznej pali wbijanych jest wykorzystanie pomierzonych wpędów pala i użycie wzoru dynamicznego.
Potrzebne dane to:

Wzór dynamiczny powinien zostać dobrany do warunków gruntowych i rodzaju pala na podstawie wcześniejszych udokumentowanych doświadczeń lub skalibrowany wynikiem badania statycznego lub dynamicznego, skorelowanego wcześniej z wynikiem badania statycznego. Kalibracja wzoru dynamicznego na podstawie wyników badań nośności przeprowadzonych metodą statyczną lub skorelowaną metodą dynamiczną zwiększa dokładność obliczeń. W polskich warunkach gruntowych do szacowania nośności pali prefabrykowanych wbijanych zaleca się wykorzystywać wzór dynamiczny podanych w normie PN-82/B0248, nazywany również formułą duńską.

Kalibracja wzoru dynamicznego:

Kalibrację wzoru dynamicznego należy wykonać dla pala lub pali, na których wcześniej wykonano badanie nośności metodą statyczną lub/i dynamiczną.

p =RFDRc  czyli RFD=p×Rc

p – współczynnik kalibracji/proporcji
Rc – nośność graniczna pala wyznaczona na podstawie badania nośności pala metodą statyczną lub skalibrowaną metodą dynamiczną
RFD – nośność graniczna pala wyznaczona na podstawie wpędów i wzoru dynamicznego Więcej o wzorach dynamicznych:

Więcej o wzorach dynamicznych

2. Badanie nośności pali metodą dynamiczną

Metoda dynamiczna jest tanią normową metodą badania nośności pali, której stosowanie sankcjonują normy PN-83/B-024821 i PN-EN 1997-1.

Badanie polega na zamontowaniu co najmniej dwóch par czujników odkształceń i przyspieszeń po przeciwległych stronach trzonu pala i wykonaniu serii uderzeń młota.

Alt

Fot. 1. Zestaw pomiarowy do badania nośności pala metodą dynamiczną: czujnik odkształceń i przyśpieszeń zamontowany na głowicy pala prefabrykowanego podłączony kablami do rejestratora

Alt

Fot. 2. Pal prefabrykowany w trakcie badania metodą dynamiczną

Idea pomiaru nośności pala metodą dynamiczna sprowadza się do wyznaczenia siły F i prędkości v odkształceń w trzonie pala powstałej w wyniku uderzenia młota. W trakcie badania mierzone są przy pomocy czujników odkształcenia "ε", i przyśpieszenia "a". Pomiar może odbywać się w końcowej fazie wbijania lub podczas próby dobicia pala. Pomierzone odkształcenia e i przyśpieszenia  są wykorzystywane do rozwiązania jednowymiarowego równania ruchu.

F=EAε , v= adt

F – siła , ε – odkształcenie , v – prędkość , a – przyspieszenie , t – czas
 

Alt

Fot. 3. Analiza CASE wyników badania pala metodą dynamiczną – zrzut ekranu programu wykorzystywanego do analizy.

Na bazie tych samych wyników wykonać można analizę nośności pala metodą:

Alt

Fot. 4. Analiza CAPWAP wyników badania pala metodą dynamiczną – zrzut ekranu programu wykorzystywanego do analizy.

Alt

Rys. 1. Modele analityczne pala w metodzie CASE

Alt

Rys. 2. Modele analityczne pala w metodzie CAPWAP

Korelacja wyników badań dynamicznych i statycznych

Zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 1997-1 wiarygodność wyników badań dynamicznych należy skontrolować wynikiem badania statycznego, przy czym korelacji dotyczy określonego rodzaju pala w określonych warunkach gruntowych. Tym samym zastosowanie ma również korelacja wykazana w innej lokalizacji dla podobnego pala w zbliżonych warunkach gruntowych. Cytując za p. 7.6.2.4 normy PN-EN 1997-1:

„…wiarygodność wyników [badań dynamicznych] należy wykazać na podstawie uprzednio uzyskanych pozytywnych doświadczeń z próbnych obciążeń statycznych pali tego samego typu, o podobnej długości i przekroju poprzecznym, w podobnych warunkach gruntowych”.

3. Badanie nośności pali metodą statyczną

Najdroższą i jednocześnie najdokładniejszą z normowych metod badania nośności pali jest metoda statyczna. Wynik badania nośności pala wykonanego metodą statyczną stanowi najlepsze oszacowanie nośności i może być ponadto wykorzystany do kalibracji innych metod badań pali, tj. wzorów dynamicznych i metody dynamicznej. Warunkiem efektywnego wykorzystania metody statycznej jest określenie w trakcie badania nośności granicznej pala. Stanowisko do badań nośności pali metodą statyczną powinno umożliwiać przyłożenie z niewielkim naddatkiem siły zbliżonej do oszacowanej obliczeniowo nośności granicznej pala. Ze względu relatywnie wysoki koszt badania nośności pala metodą statyczną należy rozważyć czy projektowany fundament palowy wymaga prowadzenia pomiarów z najwyższą dokładnością oraz czy dokładność innych, tańszych metod nie jest wystarczająca.

Alt

Fot. 5. Typowe stanowisko do wykonania badania nośności na wciskanie pala prefabrykowanego metodą statyczną

Alt

Fot. 6. Nietypowe stanowisko do badania nośności na wciskanie pala metodą statyczną – fundament palowy jednorzędowy

Metoda statyczna powinna być wykorzystywana do kalibrowania wzoru dynamicznego, korelacji metody dynamicznej (patrz również uwaga w ramce) oraz kontroli i kalibracji empirycznych lub analitycznych metod obliczeniowego wyznaczania nośności pali.

W trakcie badania statycznego mierzy się przemieszczenie głowicy pala pod przyłożonym obciążeniem statycznym. Obciążenie próbne zwykle przykładane jest stopniami. Wynikiem badania jest krzywa przedstawiająca zależność obciążenie – przemieszczenie głowicy pala. Na podstawie wykresu wyznaczana jest nośność graniczna pala Rc (wg normy PN-EN 1997-1) lub nośności obliczeniowa Nt (wg normy PN-83/B-02482).

Wykres obciążenie – przemieszczenie pozwala również na określenie sztywności pojedynczego pala w analizowanym zakresie obciążenia.

Wyniki badania/badań nośności pala należy poddać obróbce normowej w celu wyznaczenia nośności charakterystycznej i obliczeniowej badanego pala/badanych pali.

Nośność charakterystyczna pala wg PN-EN 1997-1.

Nośność charakterystyczna wyliczana jest z zależności

Rc;k=MinRc;mmeanξman;Rc;mminξmin

Rc;k – nośność charakterystyczna pali
Rc;m – zmierzona nośność pala
ξmean – współczynnik korelacyjny dla wartości średniej zmierzonych nośności
ξmin – współczynnik korelacyjny dla wartości minimalnej zmierzonych nośności

Współczynniki korelacyjne ξ określane są indywidualnie dla poszczególnych metod badania nośności pali i pośrednio opisują rozkłady prawdopodobieństwa uzyskanych tymi metodami wyników. Wartości współczynników korelacyjnych ξ podano w tablicach A.9 i A.11 normy.

Na wykresie podano wartości współczynników korelacyjnych dla omówionych wyżej metod badania pali (wartości na wykresie nie uwzględniają wpływu sztywności zwieńczenia).

Alt

Nośność obliczeniowa pali wg PN-EN 1997-1.

Nośność obliczeniową Rc;d należy wyznaczyć ze wzoru:
R(c;d)=R(c;k)t
Wartości współczynników częściowych podano w normie PN-EN 1997-1 w tablicy A.8 dla stosowanego podejścia obliczeniowego. W Polsce wykorzystywane jest drugie podejście obliczeniowe i wartość współczynnika bezpieczeństwa to dla pali wciskanych γt=1.1, a dla pali wyciąganych γt=1.15.

Więcej nt. wykorzystania wyników badań do projektowania pali prefabrykowanych - http://doi.prz.edu.pl/pl/pdf/biis/99

Uwaga:

Zgodnie z wymaganiami normy PN-EN 1997-1 próbne obciążenia pali należy przeprowadzić gdy:

Ta sama norma stanowi, że próbne obciążenia pali można zastosować do:

W pozostałych przypadkach powinny wystarczyć zgromadzone wcześniej doświadczenia, dobre rozpoznanie warunków gruntowych i ich zmienności oraz dobór sprawdzonej metody projektowania i technologii wykonania pali.

Przypisy
[1] w przypadku korzystania z normy PN-82/B02482 do wyznaczenia nośności obliczeniowej pala na podstawie badań dynamicznych zwykle stosuje się współczynnik proporcji p, p = Rc/N, gdzie N to nośność obliczeniowa pala wyznaczona na podstawie badań statycznych wg normy PN-82/B-02482. Współczynnik jest wynikiem porównania wyniku badania statycznego i dynamicznego przeprowadzonego na tej samej budowie lub określonego na bazie wcześniejszych doświadczeń (inna budowa, analogiczny rodzaj pala i podobne warunki gruntowe).

Zostaw komentarz

SZUKAJ

BAZA WIEDZY

BĄDŹ NA BIEŻĄCO

Zapisz się do naszego newslettera, zdobywaj wiedzę i umiejętności

TAGI