Zakládání staveb 5 cvičení

Zakládání staveb 5 cvičení

Únosnost základové půdy Mezní stavy Mezní stav použitelnosti (.MS) Stlačitelnost Voda v zeminách

MEZNÍ STAVY I. Skupina mezní stav únosnosti (zhroucení konstrukce, nepřípustné zaboření, naklonění) II. Skupina m. s. použitelnosti (přetvoření) (celkové sednutí, nerovnoměrné sednutí, časový průběh sedání)

SEDÁNÍ ZÁKLADOVÉ PŮDY Postup výpočtu: 1GK mezní stav přetvoření se neposuzuje GK použití tabulkových hodnot SNCh přetvárných vlastností ( počítá se s σds - provozní zatížení) 3GK obdobně jako u.gk, rozdíl: použití místních hodnot přetvárných vlastností zjištěných pomocí průkazných zkoušek.

SEDNUTÍ ZÁKLADU (.MS) Základní podmínka: s slim

SEDNUTÍ ZÁKLADU (.MS) Základní vztah: s n i 1 Zi m E i oed ORi h i s Sednutí základu [m]

SEDNUTÍ ZÁKLADU (.MS) Základní vztah: s n i 1 Zi m E i oed ORi h i Zi Napětí pod základem v z i [kpa] zi Ol I Ri Skutečné napětí na zákl. spáře: Ol k OR, zs

SEDNUTÍ ZÁKLADU (.MS) Základní vztah: s n i 1 Zi m E i oed ORi h i ORi Originální (geostatické) napětí v zemině [m] OR d

SEDNUTÍ ZÁKLADU (.MS) Základní vztah: s n i 1 Zi m E i oed ORi h i m i Součinitel strukturního oslabení [-]

SEDNUTÍ ZÁKLADU (.MS) Základní vztah: s n i 1 Zi m E i oed ORi h i E oed Oedometrický modul [kpa]

SEDNUTÍ ZÁKLADU (.MS) Základní vztah: s n i 1 Zi m E i oed ORi h i hi zi Mocnost počítané vrstvy [m] Hloubka od základové spáry po střed počítané vrstvy [m]

PRŮHYB ZÁKLADU (.MS) Základní podmínka: p p lim Základní vztah: p s l s l Rozdíl sednutí bodů základu Vzdálenost mezi body základu

SEDÁNÍ ZÁKLADOVÉ PŮDY II. Skupina mezní stav přetvoření.gk Sednutí a průhyb základové desky (nerovnoměrné sednutí): s R Posouzení: s s L s s lim s L s L lim

SEDNUTÍ A PRŮHYB ZÁKLADU (.MS) Limitní hodnoty pro sednutí a průhyb

SEDNUTÍ A PRŮHYB ZÁKLADU (.MS) Doporučení

SEDÁNÍ ZÁKLADOVÉ PŮDY Postup: ds d MS ( ) S F (, E def,, m) G F (, Edef,, m)

SEDÁNÍ ZÁKLADOVÉ PŮDY Postup: ds h 1 h b d MS ( ) h 1 h z h n S F (, E def,, m) G F (, Edef,, m)

SEDÁNÍ ZÁKLADOVÉ PŮDY Postup: ds h 1 h b z1 z d MS ( ) h 1 h z h n S F (, E def,, m) G F (, Edef,, m)

SEDÁNÍ ZÁKLADOVÉ PŮDY Postup: ds h 1 h b z1 z d MS ( ) h 1 h z h n S F (, E def,, m) OR ( ef ) G F (, Edef,, m)

SEDÁNÍ ZÁKLADOVÉ PŮDY Postup: ds h 1 h b z1 z d MS ( ) h 1 h z h n S F (, E def,, m) G F (, Edef,, m) OR m OR ( ef )

Deformační zóna SEDÁNÍ ZÁKLADOVÉ PŮDY Postup: ds h 1 h b h 1 z1 z d MS ( ) h z h n z S F (, E def,, m) G F (, Edef,, m) OR m OR ( ef )

Deformační zóna SEDÁNÍ ZÁKLADOVÉ PŮDY Postup: ds h 1 h b h 1 z1 z d MS ( ) h z h n z S F (, E def,, m) G F (, Edef,, m) OR m OR ( ef )

PŘÍKLAD Zadání: Je třeba stanovit sedání a průhyb v podélném směru poddajného základu,x3, m, založeného v hloubce d=1,6 m a zatíženého centrickou silou F=150 kn. Složení základové půdy je následující: do 0-3,1m tuhý jílovitý písek SC, 3,1-4,6m pevný písčitý jíl CS (Sr < 0,8), od 4,6-9,0 m nepřekonsolidovaný tuhý jíl s vysokou plasticitou CH. zemina γ [knm -3 ] Edef [MPa] m β SC 18,5 8 0,3 0,6 CS 18,5 10 0, 0,6 CH 0,5 3 0,1 0,37

PŘÍKLAD V de bl 150 15,9 knm,3, OR u, S d I R Ol OR 1 b l b l z 1 1 arctg z C C A B A B C z z z l l b b S E def E zi oed m E i oedi or E i h oed i E def

PŘÍKLAD Sednutí bodu S č.vrstvy z n E oed z/b I R z m OR m* OR z -m* OR h 1 0,5 0,5 1,903 0,114 0,486 185,537 0,3 18,5 34,5 10,675 174,986 6,7807 0,75 0,5 1,903 0,341 0,38 166,774 0,3 18,5 43,475 13,045 153,7317 5,9571 3 1,5 0,5 1,903 0,568 0,1786 133,1099 0,3 18,5 5,75 15,8175 117,94 4,5451 4 1,75 0,5 16,190 0,795 0,1357 101,130 0, 18,5 61,975 1,395 88,7370,7508 5,5 0,5 16,190 1,03 0,106 76,4546 0, 18,5 71,5 14,45 6,096 1,985 6,75 0,5 16,190 1,5 0,0786 58,5687 0, 18,5 80,475 16,095 4,4737 1,3167 7 3,5 0,5 8,1081 1,477 0,0614 45,7304 0,1 0,5 90,5 9,05 36,7079,637 8 3,75 0,5 8,1081 1,705 0,0489 36,4183 0,1 0,5 100,475 10,0475 6,3708 1,66 9 4,5 0,5 8,1081 1,93 0,0396 9,5438 0,1 0,5 110,75 11,075 18,4713 1,1391 10 4,75 0,5 8,1081,159 0,037 4,369 0,1 0,5 10,975 1,0975 1,717 0,7568 11 5,5 0,5 8,1081,386 0,074 0,3995 0,1 0,5 131,5 13,15 7,770 0,4487 1 5,75 0,5 8,1081,614 0,03 17,997 0,1 0,5 141,475 14,1475 3,15 0,1944 13 6,5 0,5 8,1081,841 0,0199 14,8399 0,1 0,5 151,75 15,175-0,336-0,005 14 6,75 0,5 8,1081 3,068 0,0173 1,8591 0,1 0,5 161,975 16,1975-3,3384-0,059 15 7,5 0,5 8,1081 3,95 0,0151 11,430 0,1 0,5 17,5 17,5-5,9795-0,3687 součet: 9,7077

PŘÍKLAD

součet: 15,3765 PŘÍKLAD Sednutí bodu S č.vrstvy z n E oed z/b I R z m OR m* OR z -m* OR h 1 0,5 0,5 1,903 0,114 0,488 9,7109 0,3 18,5 34,5 10,675 8,4434 3,1947 0,75 0,5 1,903 0,341 0,84 85,0989 0,3 18,5 43,475 13,045 7,0564,79 3 1,5 0,5 1,903 0,568 0,190 71,578 0,3 18,5 5,75 15,8175 55,7103,1588 4 1,75 0,5 16,190 0,795 0,1569 58,4630 0, 18,5 61,975 1,395 46,0680 1,481 5,5 0,5 16,190 1,03 0,18 47,7751 0, 18,5 71,5 14,45 33,5301 1,0394 6,75 0,5 16,190 1,5 0,1056 39,3365 0, 18,5 80,475 16,095 3,415 0,705 7 3,5 0,5 8,1081 1,477 0,0877 3,6887 0,1 0,5 90,5 9,05 3,666 1,4594 8 3,75 0,5 8,1081 1,705 0,0736 7,416 0,1 0,5 100,475 10,0475 17,3741 1,0714 9 4,5 0,5 8,1081 1,93 0,063 3,16 0,1 0,5 110,75 11,075 1,1437 0,7489 10 4,75 0,5 8,1081,159 0,053 19,8305 0,1 0,5 10,975 1,0975 7,7330 0,4769 11 5,5 0,5 8,1081,386 0,0458 17,0815 0,1 0,5 131,5 13,15 3,9590 0,441 1 5,75 0,5 8,1081,614 0,0398 14,8304 0,1 0,5 141,475 14,1475 0,689 0,041 13 6,5 0,5 8,1081,841 0,0348 1,9713 0,1 0,5 151,75 15,175 -,01-0,1357 14 6,75 0,5 8,1081 3,068 0,0307 11,433 0,1 0,5 161,975 16,1975-4,774-0,944 15 7,5 0,5 8,1081 3,95 0,07 10,14 0,1 0,5 17,5 17,5-7,0983-0,4377

PŘÍKLAD Podélný průhyb: y = S/l y = (9,7077 15,3765)/1600 =0,008957m

Stlačitelnost

STLAČITELNOST Přírůstkem napětí v zemině (např. od základu) se změní původní (originální) stav napjatosti, začne dochází k přeskupování částic a poklesu pórovitosti, tedy ke stlačování zeminy, přičemž vzrůstají odpory proti posunutí mezi částicemi. Stlačování zeminy ustane, když odpory mezi částicemi budou v rovnováze s působícím napětím.

STLAČITELNOST Z Hookova zákona: E oed E oed.. přetvoření [-].. přírůstek napětí [kpa].. oed. modul přetvárnosti [kpa] Kde přetvoření a oedometrický modul přetvárnosti je: E O ED h h E def MPa h.. Stlačení [mm] h.. Původní výška[mm].. Redukční součinitel [-] 1 1 E def.. Deformační modul pružnosti [MPa].. Poissonovo číslo[-]

STLAČITELNOST 1/ Vyhodnocení oedometrické zkoušky (E oed ): E oed mm

STLAČITELNOST / Vyhodnocení oedometrické zkoušky (C): Pokud vztah mezi efektivním napětím a poměrným stlačením zeminy znázorníme v semilogaritmickém měřítku, má tento vztah často podobu přímky. Sklon této přímky se považuje za charakteristiku deformačních vlastností zeminy při jednoosé deformaci a je charakterizován jako součinitel stlačitelnosti C: C tg h h ln 1 h h C ln 1

Voda v zemině

Darcyho zákon Q = F. v f = F. k. i Q... průtočné množství [m 3 /s] (vydatnost) F... průtočná plocha [m ] v f... fiktivní rychlost proudění [m/s] = k.i k součinitel filtrace [m/s] i... hydraulický spád (sklon)...[%] Hydraulický spád je dán poměrem rozdílu výšek vtokové (h 1 ) a výtokové (h ) oblasti ku vzdálenosti těchto oblastí (L). i = (h 1 - h ) / L = Δh / L Pozn.: K tomu, aby došlo k proudění podzemní vody horninami jsou nutné dvě základní podmínky: 1) existence otevřené efektivní pórovitosti horniny (v nadkapilární velikosti pórů), ) existence tak velkého hydraulického spádu, který překoná odporové síly filtrace.

d=4m h=3m h w =1m Hydraulický spád: i = Δh / L i =?

H w =m Hydraulický spád: i = Δh / L d=1m h=4m i =? b=m

Součinitel filtrace

Součinitel filtrace Konstantní gradient i=konst. Př. 1 Určete součinitel filtrace zeminy. V laboratoři byla provedena zkouška s konstantním hydraulickým gradientem. Písek byl zhutněn v rouře průměru 80 mm na výšku 10 cm. Vzdálenost mezi horizonty měření pórového tlaku - l činí 80mm a rozdíl mezi jejich piezometrickými úrovněmi - h w činí 10mm. Po 30 minutách bylo změřeno množství vody 6,1 litrů.

Obr. 1. Součinitel filtrace Proměnný gradient i konst. k l 0 h ln 0 t h 1 l0 Př. Určete součinitel filtrace u slabě zahliněného písku. V laboratoři byla provedena zkouška s proměnným hydraulickým gradientem. Písek byl zhutněn v rouře průměru 10 mm na výšku 10 cm. Na začátku byla do roury nalita voda do výšky 1 m, po 30 minutách klesla na 0,45m.

l Prolomení dna jámy: Původní hladina řeky Hladina řeky x h Dno Tlak ve štěrkové terase (napjatá zvodeň) γ t = h + x + l. γ w kpa Proti působí tlak nadloží γ n = γ sat. l kpa K prolomení nedojde když: γ n γ t Štěrková terasa