1) Co to jest podłoże gruntowe, fundament bezpośredni?
Podłoże gruntowe – warstwa gruntu pod fundamentem zalegająca pomiędzy poziomem posadowienia fundamentu, a głębokością, do której uwzględnia się oddziaływanie budowli.
Fundament bezpośredni – fundament bezpośredni to taki, który przekazuje obciążenia na grunt wyłącznie przez powierzchnię podstawy w odróżnieniu od fundamentów pośrednich takich jak pale i studnie. Fundamenty bezpośrednie mogą być zaprojektowane w postaci ław, stóp lub płyty fundamentowej.
2) Projektowanie geotechniczne
a) Model deterministyczny – ocenę stateczności stanowi globalny współczynnik stateczności
F – globalny współczynnik stateczności
S – obciążenie charakterystyczne
R – nośność (odpór)
b) Model probabilistyczny – nowoczesne podejście, które uwzględnia zmienność parametrów geotechnicznych i ich losowość, zmienność parametrów opisujących oddziaływania, wpływ przyjętego modelu obliczeniowego na wyniki.
S – obciążenie
R – nośność
mS – średnia obciążenia
mR – średnia odporu
σS – odchylenie standardowe dla obciążenia
σR – odchylenie standardowe dla odporu
Obszar zakreskowany – strefa prawdopodobnego zniszczenia konstrukcji.
Gęstość łączna:
σz – odchylenie standardowe złożone
Z – funkcja zapasu (funkcja stanu granicznego)
Z = R – S
Z > 0 – konstrukcja bezpieczna
Z ≤ 0 – konstrukcja niebezpieczna
m – wartość średnia
β – wskaźnik niezawodności
(wg EC7)
3) Metody projektowania geotechnicznego według Eurokodu 7
1. Najczęściej stosowana – na podstawie obliczeń analitycznych, półempirycznych lub modeli numerycznych.
2. Zastosowanie wymagań odpowiednich przepisów ustalonych przez poszczególne kraje, np. głębokości przemarzania, wpływy sezonowe na podłoże spoiste; podstawowe założenia dla przypadków prostych, np. dla I kategorii geotechnicznej.
3. Z użyciem modeli doświadczalnych lub próbnych obciążeń, najczęściej elementów konstrukcji, np. próbne obciążenie pali, próbne obciążenie kotew gruntowych, badanie modelowe w skali naturalnej lub zmniejszonej.
4. Postępowanie metodą obserwacyjną. Projekt jest w sposób ciągły weryfikowany podczas budowy. Zasady tej metody obejmują określenie akceptowalnych granic zachowania konstrukcji, np. osiadań, przemieszczeń, sił wewnętrznych, określenie zakresu zachowań prawdopodobnych, ustalenie programu monitorowania i planu działań naprawczych, wdrażanych w przypadku, gdy obserwacje wykażą zachowania wychodzące poza akceptowalne granice.
4) Charakterystyka geotechniczna podłoża, kategorie geotechniczne
Kategoria geotechniczna – ustalona jest w zależności od warunków gruntowych oraz od rodzaju, charakteru i poziomu skomplikowania konstrukcji, a także wartości obiektu.
Wyróżnia się następujące rodzaje warunków gruntowych:
a) proste warunki gruntowe – grunty jednorodne, równoległe do powierzchni terenu bez gruntów słabonośnych, organicznych i nasypów niekontrolowanych, przy zwierciadle wód gruntowych poniżej projektowanego poziomu posadowienia oraz przy braku niekorzystnych zjawisk geologicznych.
b) złożone warunki gruntowe – grunty niejednorodne, nieciągłe, obejmujące grunty słabonośne, organiczne lub nasypy niekontrolowane, przy zwierciadle wód gruntowych w poziomie posadowienia i wyżej, lecz przy braku niekorzystnych zjawisk geologicznych.
c) skomplikowane warunki gruntowe – niekorzystne zjawiska geologiczne, zwłaszcza zjawiska i formy krasowe, osuwiskowe, sufozyjne, kurzawkowe, szkody górnicze, delty rzek i obszary morskie.
Kategorie geotechniczne obiektów budowlanych:
Kategoria I – niewielkie obiekty budowlane o statycznie wyznaczalnym schemacie obliczeniowym, posadowione na prostych warunkach gruntowych.
Kategoria II – obiekty budowlane w prostych i złożonych warunkach gruntowych, wymagające szczególnej oceny i analizy parametrów geotechnicznych podłoża.
Kategoria III – obiekty budowlane posadowiona w skomplikowanych warunkach gruntowych oraz inne obiekty budowlane o nietypowym charakterze i znaczeniu, niezależnie od stopnia skomplikowania warunków gruntowych.
5) Wymienić i omówić oddziaływanie geotechniczne
W projekcie geotechnicznym należy uwzględnić następujące oddziaływania:
§ ciężar gruntu (ciężar objętościowy gruntu, ciężar szkieletu gruntowego, ciężar gruntu całkowicie nasyconego wodą, ciężar gruntu z uwzględnionym wyporem wody, ciężar gruntu z uwzględnionym przepływem wody),
§ naprężenia w gruncie(wertykalne, horyzontalne, wtórne, prekonsolidowane),
§ ciśnienie wody wolnej, ciśnienie wody gruntowej, ciśnienie spływowe,
§ statycznie przyłożone i środowiskowe obciążenia konstrukcji,
§ obciążenie naziomu,
§ siły kotwienia lub cumowania,
§ usunięcie obciążenia (odciążenia) lub wykonanie wykopu,
§ obciążenie pojazdami,
§ przemieszczenia spowodowane eksploatacją górniczą lub działalnością związaną z wykonywaniem wykopów lub tuneli,
§ pęcznienie i skurcz od roślin, wpływy klimatyczne lub zmiany wilgotności,
§ przemieszczenia związane z pełzaniem lub osuwiskiem mas gruntu,
§ przyspieszenia i przemieszczenia od trzęsienia ziemi, wybuchów, wibracji i obciążeń dynamicznych,
§ skutki działania temperatur,
§ wystąpienie sprężenia w kotwach gruntowych lub rozporach,
§ parcie poziome gruntu (Parcie geostatyczne - Ea, parcie pośrednie – EI, E0, odpór pośredni – EII,odpór graniczny - Ep),
§ tarcie negatywne.
6) Omówić szczegółowo metodę obserwacyjną projektowania geotechnicznego
Gdy ocena zachowania się gruntu z punktu widzenia geotechnicznego jest trudna do przewidzenia, właściwe może być zastosowanie podejścia znanego jako „metoda obserwacyjna”, w którym projekt korygowany jest podczas budowy.
Metoda obserwacyjna jest szczególnie przydatna do dużych obiektów, zwłaszcza liniowych (tunele, linie metra, nasypy komunikacyjne lub hydrotechniczne, zapory ziemne), lecz także np. do głębokich wykopów. W przypadku obiektów, których budowa jest rozciągnięta w czasie, można bezpośrednio wykorzystywać doświadczenia z wcześniejszych odcinków.
Szczegółowa analiza wyników pomiarów i rezerw zwykle pomijanych w projektach oraz staranne rozpatrzenie krótkotrwałych stanów konstrukcji pozwala dobrze ocenić poziom ryzyka. Użycie jej nadaje szczególna rangę projektowaniu geotechnicznemu, gdyż pozwala zmniejszać koszt i skracać czas robót w trudnych warunkach gruntowych.
7) Modele obliczeniowe podłoża i fundamentu, fundamenty sztywne, sprężystei wiotkie
Modele obliczeniowe podłoża budowlanego:
a) Modele mechaniczne:
§ statyczne
o jednokrotne, skończone obciążenie.
§ dynamiczne
o najczęściej obciążenie wielokrotne, dynamiczne w czasie, np. fundamenty pod maszyny.
§ cykliczne
o obciążenia powtarzalne,
o obciążenia cykliczne.
§ reologiczne
o związane ze zmianą cech fizycznych i mechanicznych w czasie.
b) Modele wg Gryczmońskiego:
· analogowe (MA)
o Winklera (MW)
§ klasyczny
§ uogólniony
o dwuparametrowe (MDP)
o inne (IMA)
· masywu gruntowego (MMG)
o klasyczne analityczne (MKA)
§ uproszczone (MU)
§ półprzestrzeń i warstwa sprężysta (PIWS)
¨ półprzestrzeń Bousinesqua (zagadnienia: Bousinesqua (ZB), Mindlina (ZM))
o z wykorzystaniem metody: elementów skończonych (MES), elementów brzegowych (MEB), różnic skończonych (MRS)
§ półprzestrzeń i warstwa sprężysta (PIWS) (jak dla MKA)
§ model ścieżek naprężenia wg Gryczmońskiego
§ modele hiposprężyste, sprężysto-plastyczne, nieliniowo sprężysto-plastyczne
Modele obliczeniowe fundamentu (i kryteria sztywności fundamentu):
§ sztywne
o nie odkształcają się,
o mogą ulegać tylko przemieszczeniom,
o wszystkie elementy takiego fundamentu pracują na ściskanie,
o opór gruntu pod fundamentami sztywnymi jest zbliżony do liniowego (mogą być sztywne w jednym kierunku, np. ławy).
§ sprężyste
o stopy fundamentowe o dużej wysokości i ławy sztywne w kierunku poprzecznym,
o ławy fundamentowe obciążone w sposób ciągły i posadowione na mało ściśliwym podłożu,
o fundamentu blokowe,
o ławy fundamentowe obciążone siłami skupionymi o równym rozstawie, gdy nie występują w nich znaczniejsze momenty zginające.
§ wiotkie
o pracują na zginanie, odpór gruntu pod tym fundamentem jest krzywoliniowy i proporcjonalny do obciążenia.
8) Omówić szczegółowo uogólnioną metodę Winklera
Sztywność układu fundamentowego – podłoże gruntowe określamy za pomocą wskaźnika sztywności K...
chomik_budowlany