Details zum E-Book

Współpraca fundamentu płytowo-palowego z podłożem gruntowym

Współpraca fundamentu płytowo-palowego z podłożem gruntowym

Grzegorz Kacprzak

E-book

Okres ostatnich dwudziestu pięciu lat to czas istotnego rozwoju fundamentów płytowo-palowych. Rozwinięto wówczas wiele nowych metod analizy zachowania FPP z wykorzystaniem coraz szerzej dostępnych narzędzi do modelowania współpracy ośrodka gruntowego z konstrukcją, danych z obserwacji osiadań zrealizowanych obiektów, jak również wszelkiego rodzaju eksperymentów w skali naturalnej i laboratoryjnej.
 
Autorzy prezentowanego opracowania podjęli próbę kompleksowego ujęcia problematyki współpracy fundamentu płytowo-palowego z podłożem gruntowym. Dotyczy to fundamentu płytowo-palowego poddanego działaniu obciążenia pionowego. Podstawę rozważań stanowią badania własne, obserwacje i pomiary, koncepcje, analizy teoretyczne oraz zweryfikowane wyniki modelowania numerycznego.
 
Praca składa się z 11 rozdziałów. W pierwszych siedmiu uwzględniono aktualny stan wiedzy w zakresie zachowania fundamentu płytowo-palowego. Kolejne cztery stanowią analizę wyników własnych badań doświadczalnych i modelowych, mającą na celu weryfikację wniosków przedstawionych w pierwszej części pracy i lepsze poznanie zjawisk towarzyszących współpracy fundamentu płytowo-palowego z ośrodkiem gruntowym.
 
Wykonane wcześniej analizy numeryczne i badania modelowe zostały uzupełnione w rozdziale XI wnioskami z długoterminowych (ok. 800 dni) pomiarów in-situ zmian wartości naprężeń w podłożu pod fundamentem, jak również pomiarów odkształceń na kierunku pionowym w kolumnach betonowych, umożliwiających obserwację zmiany w czasie dystrybucji siły wzdłuż kolumny. Badania tego typu niewątpliwie stanowią duże osiągnięcie badawcze autora, gdyż zostały zaprojektowane i zrealizowane po raz pierwszy w Polsce. Po raz kolejny w pracy przeprowadzono analizę numeryczną, tym razem fragmentu opomiarowanego fundamentu. Następnie, otrzymane wyniki porównano z wynikami z pomiarów rzeczywistych. Celem badawczo-aplikacyjnym porównania była weryfikacja numerycznego modelu współpracy konstrukcji z ośrodkiem gruntowym, jak również uzupełnienie i jednocześnie zwiększenie liczby wyników badań w skali rzeczywistej. Dzięki temu możliwe było przeprowadzenie analizy naukowej mającej na celu lepsze poznanie zachowania elementów fundamentu płytowo-palowego oraz zrozumienie złożonych efektów interakcji między nimi.

Wykaz skrótów i oznaczeń 9

Wstęp 17

Cel i zakres pracy 19

Rozdział I. Zasada działania fundamentu płytowo-palowego 23

Rozdział II. Stany graniczne fundamentu płytowo-palowego 29

1. Możliwe mechanizmy utraty nośności 29

2. Nośność fundamentu płytowo-palowego określona na podstawie charakterystyki obciąże­nie–osiadanie 30

2.1. Analogia do fundamentu palowego 30

2.2. Wartości współczynników efektywności elementów fundamentu płytowo-palowego 33

3. Stany graniczne fundamentu płytowo-palowego wg stanowiska ISSMGE 36

3.1. Stan graniczny nośności 36

3.2. Stan graniczny użytkowalności 40

Rozdział III. Zależność obciążenie–osiadanie fundamentu bezpośredniego 43

1. Informacje podstawowe 43

2. Osiadania całkowite fundamentów posadowionych bezpośrednio 47

Rozdział IV. Zależność obciążenie–osiadanie pala pojedynczego 56

1. Informacje podstawowe 56

2. Sztywność pala według IBDiM 56

3. Zmodyfikowana metoda Randolpha i Wrotha 57

4. Funkcje transformacyjne dla pali pojedynczych wg Gwizdały 63

5. Funkcje transformacyjne według podejścia holenderskiego 66

6. Funkcje transformacyjne według podejścia francuskiego 67

7. Zależność obciążenie–osiadanie według Poulosa 69

8. Zależność obciążenie–osiadanie według Meyera 70

9. Wpływ konsolidacji gruntu na całkowite osiadanie pala pojedynczego 70

Rozdział V. Zależność obciążenie–osiadanie pali w fundamencie płytowo-palowym 74

1. Wzajemny wpływ pali – informacje ogólne 74

2. Wzajemny wpływ pali w odniesieniu do osiadań 79

2.1. Według badań Tejchmana 80

2.2. Według zestawienia Gwizdały i Dyki 81

2.3. Według Fleminga 82

2.4. Według normy PN-83/B-02482 83

3. Wzajemny wpływ pali w odniesieniu do oporu 84

3.1. Według Recommendation on piling 84

3.2. Według Hanischa i in. 88

4. Wzajemny wpływ płyty i pali 89

Rozdział VI. Zależność obciążenie–osiadanie płyty w fundamencie płytowo-palowym97

Rozdział VII. Uproszczona procedura szacowania zależności obciążenie–osiadanie fundamentu płytowo-palowego 104

1. Zmodyfikowana metoda Poulosa i Davisa 104

2. Zmodyfikowana metoda Borela 107

Rozdział VIII. Analiza numeryczna osiadania budynku wysokościowego 109

1. Praktyczne wykorzystanie wzorów empirycznych do oceny osiadania budynku wysokościo­wego w programie ARSA 109

1.1. Warunki gruntowo-wodne 110

1.2. Sztywności baret, ścian szczelinowych i podłoża gruntowego 111

1.3. Model MES 3D w ARSA 114

1.4. Wyniki analizy obliczeniowej w ARSA 117

2. Oszacowanie osiadań budynku wysokościowego w ZSoil 118

2.1. Parametryzacja podłoża gruntowego 121

2.2. Model MES 3D w ZSoil 124

2.3. Wyniki analizy obliczeniowej w ZSoil 125

3. Analiza porównawcza wyników z ARSA i z ZSoil 127

3.1. Przemieszczenia pionowe płyty fundamentowej 127

3.2. Naprężenia w gruncie pod płytą fundamentową 129

3.3. Siły osiowe w baretach 130

3.4. Sztywność podłoża gruntowego pod płytą fundamentową 132

3.5. Sztywność wybranych grup baret w układzie płytowo-palowym 133

3.6. Wyznaczenie współczynnika interakcji XFPP dla baret 138

Rozdział IX. Badania modelowe 143

1. Wstęp 143

2. Informacje ogólne na temat gytii 145

3. Przygotowanie podłoża gruntowego w stanowiskach badawczych 148

4. Przygotowanie modeli płyty i fundamentów płytowo-palowych na stanowiskach badaw­czych 154

5. Przebieg badania 156

6. Wyniki badań 160

7. Analiza wyników pomiarów 164

7.1. Osiadania konsolidacyjne 164

7.2. Naprężenie prekonsolidacji 175

7.3. Nośność fundamentu na podstawie krzywej obciążenie–osiadanie 176

Rozdział X. Analiza numeryczna wielkowymiarowych próbnych obciążeń fundamentów płytowo-palowych 182

1. Układy geometryczne 182

2. Model ośrodka gruntowego 183

3.   Porównanie wyników badań modelowych z wynikami analizy MES 186

4.   Analiza zachowania kolumn na podstawie analizy MES 188

5.   Analiza mechanizmów utraty stateczności fundamentu płytowo-palowego 191

Rozdział XI. Ocena współpracy elementów fundamentu płytowo-palowego na podstawie długoterminowych pomiarów 202

1. Przykłady pomiarów – na obiektach rzeczywistych 202

2. Informacje ogólne na temat pomiarów własnych 207

3. Warunki gruntowo-wodne 208

4. Konstrukcja budynku 209

5. Pomiar naprężeń w gruncie pod płytą fundamentową 210

5.1. Czujniki pomiarowe 211

5.2. Sposób instalacji 212

5.3. Wpływ ciśnienia atmosferycznego na pomiary 213

6. Pomiary odkształceń kolumn betonowych 213

6.1. Sposób pomiaru odkształceń 214

6.2. Oszacowanie sił ściskających w kolumnach 217

7. Analiza pomiarów 218

7.1. Warunki gruntowe w sąsiedztwie kolumn 218

7.2. Pomiary zerowe kolumn 220

7.3. Obciążenie próbne kolumn 222

7.4. Wpływ temperatury na pomiar odkształceń kolumn 227

7.5. Rozkład siły na elementy fundamentu płytowo-palowego 228

7.6. Analiza zachowania kolumn jako elementu fundamentu płytowo-palowego 230

7.7. Analiza szczegółowa pracy kolumny P2 na podstawie pomiarów terenowych obliczeń MES (ZSoil) 235

7.7.1. Model MES (ZSoil) 235

7.7.2. Analiza wyników 238

Podsumowanie i wnioski 243

Bibliografia 249

Spis rysunków 256

Spis tabel 265

  • Titel: Współpraca fundamentu płytowo-palowego z podłożem gruntowym
  • Autor: Grzegorz Kacprzak
  • ISBN: 978-83-815-6104-4, 9788381561044
  • Veröffentlichungsdatum: 2020-11-04
  • Format: E-book
  • Artikelkennung: e_1ufi
  • Verleger: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej