ΟΙ ΔΟΚΙΜΑΣΤΙΚΕΣ ΦΟΡΤΙΣΕΙΣ ΣΤΑ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΑ ΕΡΓΑ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΟΙ ΔΟΚΙΜΑΣΤΙΚΕΣ ΦΟΡΤΙΣΕΙΣ ΣΤΑ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΑ ΕΡΓΑ ΑΝΤΩΝΙΑΔΗΣ ΦΙΛΟΚΤΗΜΩΝ ΘΕΟΔΩΡΟΣ ΧΑΤΖΗΓΩΓΟΣ Καθηγητής Τομέα Γεωτεχνικής Μηχανικής ΙΩΑΝΝΗΣ ΤΕΓΟΣ Καθηγητής Τομέα Επιστήμης και Τεχνολογίας των Κατασκευών ΣΤΕΦΑΝΟΣ ΤΣΟΤΣΟΣ Καθηγητής Τομέα Γεωτεχνικής Μηχανικής Θεσσαλονίκη Οκτώβριος 2012

2 Περιεχόμενα Ευρετήριο σχημάτων... 5 Ευρετήριο πινάκων... 7 Ευρετήριο εικόνων Περίληψη Abstract Πρόλογος Αγκυρώσεις Εισαγωγή Εφαρμογές των αγκυρώσεων Περιγραφή και τρόπος κατασκευής αγκυρίων Τύποι των αγκυρίων Έλεγχοι δοκιμαστικές φορτίσεις των αγκυρώσεων Κατηγορίες δοκιμαστικών φορτίσεων Κανονιστικές διατάξεις δοκιμαστικών φορτίσεων αγκυρώσεων Περιγραφή των δοκιμαστικών φορτίσεων των αγκυρώσεων βάσει του ISO/DIS Απαιτούμενος Εξοπλισμός Μέθοδος Σελίδα 2

3 4.3.3 Μέθοδος Μέθοδος Αξιοποίηση των αποτελεσμάτων των δοκιμαστικών φορτίσεων βάσει του Ευρωκώδικα Παρουσίαση δοκιμαστικών φορτίσεων για την αποδοχή αγκυρώσεων διαφραγματικού τοίχου Πάσσαλοι Εισαγωγή Διάκριση των πασσάλων βάσει του τρόπου κατασκευής τους Διάκριση των πασσάλων βάσει του τρόπου μεταβίβασης των φορτίων στο έδαφος Έλεγχοι δοκιμαστικές φορτίσεις πασσάλων Κανονιστικές διατάξεις δοκιμαστικών φορτίσεων πασσάλων Περιγραφή των δοκιμαστικών φορτίσεων των πασσάλων βάσει του ISO/DIS Αξιοποίηση των αποτελεσμάτων των δοκιμαστικών φορτίσεων βάσει του Ευρωκώδικα Παρουσίαση στατικής δοκιμαστικής φόρτισης ελέγχου πάσσαλου θεμελίωσης βάθρου γέφυρας Αξιοποίηση των αποτελεσμάτων των δοκιμαστικών φορτίσεων σύμφωνα με την στατική κατά Bayes Εφαρμογές της στατιστικής κατά Bayes Σελίδα 3

4 Η περίπτωση των διακριτών τιμών της παραμέτρου θ Η περίπτωση των συνεχών τιμών της παραμέτρου θ Η χρήση της στατιστικής κατά Bayes στη δειγματοληψία από πληθυσμό κανονικής κατανομής Συμπεράσματα Βιβλιογραφία Σελίδα 4

5 Ευρετήριο σχημάτων Σχήμα 3-1 : Τα τμήματα του αγκυρίου Σχήμα 3-2 : Οι φάσεις κατασκευής αγκυρίου Σχήμα 3-3 : Οι τύποι των αγκυρίων ( Μπουκοβάλας, 2009) Σχήμα 4-1 : Απαιτούμενος εξοπλισμός για την εκτέλεση της δοκιμής Σχήμα 4-2 : Η διαδικασία φόρτισης για τις διερευνητικές δοκιμές με τη μέθοδο Σχήμα 4-3 : Η καμπύλη μετατόπισης συναρτήσει του χρόνου για τον υπολογισμό του δείκτη ερπυσμού α Σχήμα 4-4 : Η διαδικασία φόρτισης για τις δοκιμές καταλληλότητας με τη μέθοδο Σχήμα 4-5 : Η διαδικασία φόρτισης για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο Σχήμα 4-6 : Μετακίνηση του σημείου Β για αύξηση του φορτίου προέντασης Σχήμα 4-7 : Σχέδιο τυπικής αγκύρωσης Σχήμα 4-8 : Η διαδικασία φόρτισης για τις διερευνητικές δοκιμές με τη μέθοδο Σχήμα 4-9 : Η ασύμπτωτη της καμπύλης των απωλειών K l συναρτήσει του φορτίου Σχήμα 4-10 : Το φορτίο P u που αντιστοιχεί σε απώλειες φορτίου K l ίσες με 5 % Σχήμα 4-11 : Η διαδικασία φόρτισης για τις δοκιμές καταλληλότητας με τη μέθοδο Σχήμα 4-12 : Η διαδικασία φόρτισης για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο Σχήμα 4-13 : Η διαδικασία φόρτισης για τις διερευνητικές δοκιμές με τη μέθοδο Σχήμα 4-14 : Υπολογισμός του λόγου ερπυσμού α Σχήμα 4-15 : Υπολογισμός του κρίσιμου φορτίου ερπυσμού P c Σχήμα 4-16 : Υπολογισμός του οριακού φορτίου P u Σχήμα 4-17 : Η διαδικασία φόρτισης για τις δοκιμές καταλληλότητας με τη μέθοδο Σελίδα 5

6 Σχήμα 4-18 : Η διαδικασία φόρτισης για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο Σχήμα 6-1 : Το διάγραμμα των ελαστικών μετατοπίσεων και των οριακών γραμμών συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου για το αγκύριο Π Σχήμα 6-2 : Το διάγραμμα των μετακινήσεων συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Σχήμα 6-3 : Το διάγραμμα του ερπυσμού συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Σχήμα 7-1 : Κρουστικό μηχάνημα έμπηξης πασσάλων Σχήμα 7-2 : Διατομές προκατασκευασμένων πασσάλων από σκυρόδεμα Σχήμα 7-3 : Γεωτρύπανο για τη διάνοιξη οπών φρεατοπασσάλων και εξαρτήματα που προσαρμόζονται στην κεφαλή του Σχήμα 7-4 : Διαδικασία κατασκευής φρεατοπασσάλων με χρήση μπετονίτη Σχήμα 7-5 : Διαδικασία κατασκευής φρεατοπασσάλων διαπλατυσμένης αιχμής με χρήση σωλήνωσης Σχήμα 8-1 : Συστήματα αντίδρασης διατάξεις για την εκτέλεση δοκιμαστικών φορτίσεων ( Μπαρέκα, 2006) Σχήμα 8-2 : Διαδικασία φόρτισης και αποφόρτισης του πάσσαλου Σχήμα 8-3 : Διάγραμμα Q - s h Σχήμα 8-4 : Διάγραμμα t Q Σχήμα 8-5 : Διάγραμμα t s h Σχήμα 8-6 : Διάγραμμα log(t) s h Σχήμα 8-7 : Διάγραμμα α y Q Σχήμα 8-8 : Διάγραμμα Q s h,in Σχήμα 8-9 : Διάγραμμα Q, Q b, Q s s h Σχήμα 8-10 : Η κατανομή των φορτίων κατά μήκος του πάσσαλου Σελίδα 6

7 Σχήμα 8-11 : Οι καμπύλες της ενεργοποιούμενης μοναδιαίας τριβής Σχήμα 8-12 : Διάγραμμα μετατοπίσεων της κεφαλής του πάσσαλου συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Σχήμα 8-13 : Διάγραμμα μετατοπίσεων της κεφαλής του πάσσαλου συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Σχήμα 8-14 : Διάγραμμα μετατοπίσεων της κεφαλής του πάσσαλου συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Σχήμα 10-1 : Η κάτοψη της θεμελίωσης του βάθρου Α Σχήμα 10-2 : Η χρησιμοποιούμενη διάταξη για την εκτέλεση της δοκιμαστικής φόρτισης Σχήμα 10-3 : Η καμπύλη των μετατοπίσεων της κεφαλής του πάσσαλου συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Σχήμα 11-1 : Η προκύπτουσα εκ των υστέρων συνάρτηση κατανομής πιθανότητας Ευρετήριο πινάκων Πίνακας 4-1 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις διερευνητικές δοκιμές με τη μέθοδο Πίνακας 4-2 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις δοκιμές καταλληλότητας με τη μέθοδο Πίνακας 4-3 : Οι επιτρεπόμενες τιμές των μετακινήσεων και του λόγου ερπυσμού για τις δοκιμές καταλληλότητας με τη μέθοδο Πίνακας 4-4 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο Πίνακας 4-5 : Οι επιτρεπόμενες τιμές των μετακινήσεων και του λόγου ερπυσμού για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο Πίνακας 4-6 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις διερευνητικές δοκιμές με τη μέθοδο Σελίδα 7

8 Πίνακας 4-7 : Επιτρεπόμενες συνολικές απώλειες φορτίου K l Πίνακας 4-8 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις δοκιμές καταλληλότητας με τη μέθοδο Πίνακας 4-9 Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο Πίνακας 4-10 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις διερευνητικές δοκιμές με τη μέθοδο Πίνακας 4-11 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις δοκιμές καταλληλότητας με τη μέθοδο Πίνακας 4-12 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο 3 χωρίς επιπλέον κύκλο φόρτισης Πίνακας 4-13 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο 3 με επιπλέον κύκλο φόρτισης Πίνακας 5-1 : Οι τιμές των συντελεστών συσχέτισης ξ a1 και ξ a Πίνακας 6-1 : Τα στοιχεία των δοκιμαζόμενων αγκυρίων Πίνακας 6-2 : Τα τεχνικά χαρακτηριστικά του δοκιμαζόμενου αγκυρίου Π Πίνακας 6-3 : Η διαδικασία φόρτισης και οι καταγραφόμενες μετακινήσεις Πίνακας 6-4 : Οι τιμές της ελαστικής παραμόρφωσης και των οριακών γραμμών του αγκυρίου Π58 75 Πίνακας 6-5 : Ο λόγος ερπυσμού ks κατά την επιβολή του μέγιστου φορτίου 1.15P o Πίνακας 9-1 : Οι συντελεστές συσχέτισης ξ 1 και ξ Πίνακας 10-1 : Το πρόγραμμα φόρτισης και αποφόρτισης της δοκιμαστικής φόρτισης Πίνακας 10-2 : Τα στάδια φόρτισης, τα επιβαλλόμενα φορτία και οι προκύπτουσες μετατοπίσεις. 129 Σελίδα 8

9 Ευρετήριο εικόνων Εικόνα 6-1 : Η πρώτη σειρά των δοκιμαζόμενων αγκυρίων (ΓΕΩΜΕΚ Α.Κ.Τ.Ε.) Εικόνα 6-2 : Η διαδικασία της δοκιμαστικής φόρτισης των αγκυρίων (ΓΕΩΜΕΚ Α.Κ.Τ.Ε.) Εικόνα 10-1 : Η χρησιμοποιούμενη διάταξη για την εκτέλεση της δοκιμαστικής φόρτισης (Γεώγνωση Α.Ε) Εικόνα 10-2 : Το σύστημα φόρτισης (τέσσερις γρύλλοι) και καταγραφής των μετατοπίσεων του πάσσαλου (Γεώγνωση Α.Ε.) Σελίδα 9

10 1 Περίληψη Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι οι δοκιμαστικές φορτίσεις στα γεωτεχνικά έργα και συγκεκριμένα στις αγκυρώσεις και στους πάσσαλους. Οι δοκιμαστικές φορτίσεις επιβάλλονται από τον Ευρωκώδικα 7, καθώς το έδαφος είναι ανομοιογενές, μη τυποποιημένο υλικό, ως εκ τούτου οι εδαφικές παράμετροι έχουν μεγάλη διασπορά τιμών. Μέσω των δοκιμαστικών φορτίσεων γίνεται αξιόπιστη εκτίμηση των εδαφικών παραμέτρων με αποτέλεσμα τον ασφαλή και οικονομικό σχεδιασμό του έργου. Στην πρώτη ενότητα κεφαλαίων γίνεται αναφορά στις αγκυρώσεις, στον τρόπο λειτουργία τους και στα είδη κατηγοριοποίησης τους. Στη συνέχεια παρουσιάζεται διεξοδικά το ISO / DIS που ορίζει επακριβώς την διαδικασία εκτέλεσης των δοκιμαστικών φορτίσεων των αγκυρώσεων. Ακολουθεί η παρουσίαση του τρόπου αξιοποίησης των αποτελεσμάτων από τον Ευρωκώδικα 7. Η ενότητα των αγκυρώσεων ολοκληρώνεται με την παρουσίαση πραγματικών δοκιμών που υλοποιήθηκαν από την εταιρία ΓΕΩΜΕΚ Α.Κ.Τ.Ε. στα αγκύρια ενός τοίχου αντιστήριξης. Η ίδια λογική ακολουθείται και στην ενότητα των πασσάλων, αρχικά γίνεται αναφορά στον τρόπο λειτουργίας τους και στα είδη τους, στη συνέχεια παρουσιάζεται αναλυτικά το ISO/DIS στο οποίο καθορίζεται η διαδικασία εκτέλεσης των δοκιμαστικών φορτίσεων των πασσάλων. Κατόπιν περιγράφεται ο τρόπος αξιοποίησης των αποτελεσμάτων από τον Ευρωκώδικα 7 και η ενότητα ολοκληρώνεται με την παρουσίαση μιας δοκιμαστικής φόρτισης που πραγματοποιήθηκε από την εταιρία ΓΕΩΓΝΩΣΗ Α.Ε. στους πάσσαλους θεμελίωσης των βάθρων της γέφυρας Β530 του αυτοκινητοδρόμου ΠΑΘΕ. Στο κεφάλαιο 11 παρουσιάζεται η χρήση της στατιστικής κατά Bayes προκειμένου να συνδυαστούν τα αποτελέσματα των δοκιμαστικών φορτίσεων με επιπρόσθετα δεδομένα και να προκύψουν αναθεωρημένες τιμές των εδαφικών παραμέτρων. Η εργασία ολοκληρώνεται με την παρουσίαση των συμπερασμάτων. Λέξεις κλειδιά : Δοκιμαστικές φορτίσεις, αγκυρώσεις, πάσσαλοι, διαχείριση έργων, έλεγχος Σελίδα 10

11 Abstract The subject of this thesis is the load tests in geotechnical works, especially in anchorages and piles. The load tests are imposed by Eurocode 7, as the soil is non - homogeneous and non - standard material; hence the soil parameters have a large range of values. Through the load test a reliable estimation of soil parameters can be produced, resulting in safe and economical design of the project. Chapters in the first section refer to the anchorages as well as their operation, construction and categorization. Afterwards, the ISO / DIS is presented in detail, which specifies the process of execution of load test in anchorages. The next chapter is dealing with the evaluation of the results according to Eurocode 7. The section of the anchorages is completed with the presentation of load tests carried out by the company GEOMEK S.A. in anchorages of a retaining wall. The section of piles has the same formation; initially there is a reference to the ways they operate, been constructed and categorized. Furthermore, the ISO / DIS is presented in detail, describing the process of execution of load test in piles. Subsequently the exploitation of the results by Eurocode 7 is discussed. The section of piles is completed with a presentation of a load test held by the company GEOGNOSI S.A. in the foundation piles of the abutment of bridge B530 at PATHE motorway. Chapter 11 presents the use of Bayesian approach in statistics, which aims to combine the results of load tests with additional data in order to update the values of soil parameters. The thesis ending with a presentation of the conclusions. Keywords : Load tests, anchorages, piles, construction management, control Σελίδα 11

12 2 Πρόλογος Η διοίκηση και η διαχείριση τεχνικών έργων είναι ένας απαιτητικός επιστημονικός κλάδος που συνδυάζει πολλαπλές ικανότητες. Για να γίνει επιτυχημένη διοίκηση και διαχείριση ενός τεχνικού έργου, σε κάθε περίπτωση ο διαχειριστής θα πρέπει να συνδυάζει διοικητικές γνώσεις και ικανότητες με πλήρη γνώση του φυσικού αντικειμένου του έργου και τις δυσκολίες που ενδέχεται να αντιμετωπίσει κατά τη διάρκεια κατασκευής του. Συγκεκριμένα ο διαχειριστής γεωτεχνικών έργων ή γενικά τεχνικών έργων που ο σχεδιασμός και η κατασκευή τους εμπεριέχει ιδιαίτερες γεωτεχνικές περιπτώσεις, έρχεται αντιμέτωπος με πληθώρα δυσκολιών που πηγάζουν από την αδυναμία καθορισμού της συμπεριφοράς του εδάφους εξαιτίας της ανομοιογένειας του υλικού και των ιδιαιτεροτήτων που παρουσιάζει. Αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας που εκπονήθηκε στα πλαίσια του μεταπτυχιακού προγράμματος σπουδών «Διοίκηση και Διαχείριση Τεχνικών Έργων» του Τμήματος Πολιτικών Μηχανικών της Πολυτεχνικής Σχολής του Αριστοτέλειου Πανεπιστήμιου Θεσσαλονίκης, είναι οι επιβαλλόμενες από τους κανονισμούς δοκιμαστικές φορτίσεις στα γεωτεχνικά έργα, και συγκεκριμένα στις αγκυρώσεις και στους πάσσαλους. Οι παραπάνω δοκιμαστικές φορτίσεις εκτελούνται εξαιτίας της έλλειψης επαρκών στοιχείων για ασφαλή σχεδιασμό και κατασκευή σε κάποιες περιπτώσεις έργων. Σκοπός τους είναι η συλλογή και η αξιοποίηση δεδομένων που θα καταστήσουν τον σχεδιασμό και την κατασκευή ασφαλή και επιτυχημένη. Οι δοκιμαστικές φορτίσεις πηγάζουν από την αδυναμία υπολογισμού των χαρακτηριστικών μεγεθών που υπεισέρχονται στο σχεδιασμό του έργου εξαιτίας της ανομοιογένειας του εδαφικού υλικού και της μεγάλης διασποράς των τιμών των παραμέτρων του. Επίσης δοκιμαστικές φορτίσεις γίνονται ώστε να επιβεβαιωθεί και να ελεγχθεί η κατασκευαστική διαδικασία των δοκιμαζόμενων δομικών στοιχείων. Ο διαχειριστής του έργου προκειμένου να μπορεί να κρίνει και να αποφασίσει κατάλληλα, σε περίπτωση που διαχειριστεί ένα έργο με γεωτεχνικές δυσκολίες, πρέπει να έχει γνώση των συναφών θεμάτων με τις δοκιμαστικές φορτίσεις. Η διενέργεια δοκιμαστικών φορτίσεων επιτρέπει τη σωστή εκτίμηση των τιμών των εδαφικών παραμέτρων με αποτέλεσμα τον ασφαλή και Σελίδα 12

13 οικονομικό σχεδιασμό του έργου που συνεπάγεται και μείωση του κόστους. Για αυτόν τον σκοπό η παρούσα διπλωματική έρχεται να βοηθήσει τους διαχειριστές τεχνικών έργων αλλά και τον κάθε ενδιαφερόμενο με θέματα σχετικά με τις δοκιμαστικές φορτίσεις των αγκυρώσεων και των πασσάλων Σε αυτό το σημείο θα ήθελα να ευχαριστήσω τον επιβλέποντα μου, κύριο Θεόδωρο Χατζηγώγο καθηγητή του Τομέα Γεωτεχνικής Μηχανικής της πολυτεχνικής σχολής του Αριστοτελείου πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης για την άριστη συνεργασία μας και την πολύτιμη βοήθεια του, καθώς και τις εταιρίες Γεώγνωση Α.Ε. και Γεωμεκ Α.Κ.Τ.Ε. για τα σημαντικά δεδομένα που μου παραχώρησαν. Επίσης ευχαριστώ όλους τους διδάσκοντες του μεταπτυχιακού προγράμματος Δ.Δ.Τ.Ε, που σε μια δύσκολη περίοδο οικονομικής κρίσης, με τον Ελληνικό λαό να δοκιμάζεται, πιστοί στην αρχή της δημόσιας και δωρεάν παιδείας που πλήττεται συνεχώς, εξασφάλισαν την δωρεάν παρακολούθηση του προγράμματος. Σελίδα 13

14 3 Αγκυρώσεις 3.1 Εισαγωγή Μέσω των αγκυρίων επιτυγχάνεται η σταθεροποίηση ή η αναπόσπαστη σύνδεση της κατασκευής με το έδαφος με το οποίο έρχεται σε επαφή. Με τον όρο αγκύριο, εννοούμε μια κατασκευή που μεταβιβάζει δυνάμεις στο εσωτερικό του εδάφους ή της βραχόμαζας μέσω ενός γραμμικού εφελκυστικού στοιχείου. Τα αγκύρια αναλαμβάνουν μόνο αξονικά φορτία γι αυτό και ο μοναδικός τρόπος φόρτισης τους είναι η εφελκυστική παραμόρφωση μέσω της σχετικής απομάκρυνσης των άκρων τους (Παπαδόπουλος και Σταύρου, 2010). Βάση του τρόπου ανάπτυξης των εφελκυστικών τάσεων τα αγκύρια διακρίνονται σε ενεργητικά (προεντεταμένα) και σε παθητικά. Οι εφελκυστικές παραμορφώσεις μπορεί να αναπτύσσονται είτε λόγω των εδαφικών μετατοπίσεων όπως συμβαίνει στα παθητικά αγκύρια είτε να επιβάλλονται ελεγχόμενα εκ των προτέρων (προένταση), τότε πρόκειται για ενεργητικά αγκύρια. Σε περιπτώσεις που οι αναμενόμενες εδαφικές μετακινήσεις είναι μικρές όπως στην περίπτωση των εκσκαφών σηράγγων χρησιμοποιούνται παθητικά αγκύρια, ενώ σε περιπτώσεις που αναμένονται μεγάλες μετακινήσεις οι οποίες ενδέχεται να θέσουν σε κίνδυνο την ίδια την κατασκευή όπως έναν τοίχο αντιστηρίξης, αλλά και τις γειτονικές κατασκευές, χρησιμοποιούνται προεντεταμένα αγκύρια με σκοπό τον περιορισμό των μετακινήσεων. Τα προεντεταμένα αγκύρια προτού κληθούν να αναλάβουν τα φορτία της κατασκευής, φορτίζονται σε μια συγκεκριμένη στάθμη προέντασης ώστε να ασκούν εκ των προτέρων μια δύναμη ικανή να περιορίσει τις παραμορφώσεις στα επιθυμητά επίπεδα. Ουσιαστικά το αγκύριο αντλεί την ικανότητα να παραλαμβάνει σημαντικά εφελκυστικά φορτία προέντασης από την ανάπτυξη πλευρικών τριβών γύρω από τον βολβό του, που μπορούν να φτάσουν σε υψηλά επίπεδα, καθώς το έδαφος γύρω από τον βολβό παρουσιάζει σημαντική βελτίωση της μηχανικής του αντοχής, ύστερα από τη διαδικασία της τσιμεντένεσης υπό πίεση (Πιτιλάκης, 1982). Σελίδα 14

15 Σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 7, κεφάλαιο 8, οι αγκυρώσεις διακρίνονται σε : Προεντεταμένες αγκυρώσεις, οι οποίες αποτελούνται από μια κεφαλή αγκυρίου, ένα ελεύθερο μήκος τένοντα και ένα πακτωμένο μήκος τένοντα το οποίο εξασφαλίζεται με ένεμα. Μη προεντεταμένες αγκυρώσεις, οι οποίες αποτελούνται από μια κεφαλή αγκυρίου, ένα ελεύθερο μήκος τένοντα και μια πάκτωση (restraint), όπως ένα σταθερό μήκος αγκυρίου πακτωμένο με ένεμα, παθητική αγκύρωση (deadman), αγκύριο με σπείρωμα (screw anchor), ή βλήτρο βράχου (rock bolt). Μια άλλη διάκριση των αγκυρώσεων σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 7 είναι σε μόνιμες και σε προσωρινές. Μόνιμες αγκυρώσεις θεωρούνται οι αγκυρώσεις με διάρκεια ζωής μεγαλύτερη των δυο ετών ενώ προσωρίνες θεωρούνται οι αγκυρώσεις με διάρκεια ωφέλιμης ζωής μικρότερης των δυο ετών (εδάφιο 8.1.2). Στο σημείο αυτό είναι χρήσιμο να τονιστεί ότι αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής είναι οι προεντεταμένες αγκυρώσεις. 3.2 Εφαρμογές των αγκυρώσεων Οι αγκυρώσεις βρίσκουν εφαρμογή σε αρκετές κατηγορίες τεχνικών έργων παρακάτω αναφέρονται ενδεικτικά μερικές από αυτές. Έργα αντιστήριξης με κατακόρυφα μέτωπα (τοίχοι από μεταλλικές πασσαλοσανίδες, διαφραγματικοί τοίχοι). Έργα ενισχύσεως της ευστάθειας φυσικών πρανών και πρανών ορυγμάτων (έργα οδοποιίας). Κατασκευές υπό άνωση (uplift), για την ανάληψη κατακόρυφων φορτίων. Για την προσωρινή αντιστήριξη υπόγειων έργων σε βράχο, όπως σηράγγων και υπόγειων σταθμών. Σελίδα 15

16 Σε διατάξεις δοκιμαστικών φορτίσεων πασσάλων, όπου κατασκευάζονται αγκύρια σε συμμετρική διάταξη που αναλαμβάνουν και μεταβιβάζουν στο έδαφος μέρος των επιβαλλόμενων φορτίων. Για την ενίσχυση της ευστάθειας μεγάλων φραγμάτων. 3.3 Περιγραφή και τρόπος κατασκευής αγκυρίων Σύμφωνα με τις προσωρινές εθνικές τεχνικές προδιαγραφές (ΠΕΤΕΠ ) τα προεντεταμένα αγκύρια αποτελούνται γενικώς από τρία τμήματα : Την κεφαλή, η οποία μεταφέρει το εφελκυστικό φορτίο του αγκυρίου σε δομικό στοιχείο στην επιφάνεια του εδάφους (έγχυτο πάσσαλο, μεταλλική πασσαλοσανίδα, διαφραγματικό τοίχο, οριζόντια δοκό από χάλυβα ή σκυρόδεμα, πλάκα από σκυρόδεμα, κλπ.). Η κεφαλή πρέπει να επιτρέπει μέσω ενός γρύλλου στον τένοντα να προενταθεί, να διατηρεί την εφαρμοσμένη δύναμη προέντασης και να υπάρχει αν χρειαστεί η δυνατότητα αποφόρτισης και επαναφόρτισης. Η κεφαλή θα πρέπει να μπορεί να φέρει το οριακό εφελκυστικό φορτίο του τένοντα καθώς και να επιδέχεται τις παραμορφώσεις που αναμένονται κατά τη διάρκεια ζωής του έργου. Το πακτωμένο τμήμα του τένοντα, το οποίο μεταφέρει το εφελκυστικό φορτίο του αγκυρίου στο έδαφος. Η πάκτωση και η μεταφορά δυνάμεων στο περιβάλλον έδαφος γίνεται μέσω ενός βολβού τσιμεντενέματος ή ειδικών ρητινών ασκώντας θλιπτικές τάσεις. Για να επιτευχθεί συνάφεια μεταξύ ενέματος και τένοντα προτιμώνται τένοντες με ραβδώσεις ή ραβδωτό περίβλημα. Το πακτωμένο τμήμα του αγκυρίου είναι το σημαντικότερο μέρος του, καθώς η αντοχή συνάφειας μεταξύ ενέματος και εδάφους καθορίζει την φέρουσα ικανότητα του αγκυρίου. Το ελεύθερο τμήμα του τένοντα, το οποίο μεσολαβεί μεταξύ της κεφαλής και του πακτωμένου τμήματος και λειτουργεί ως αποστάτης, εξασφαλίζοντας την μεταφορά του εφελκυστικού φορτίου από την κεφαλή στο πακτωμένο Σελίδα 16

17 τμήμα, μέσω ικανής απόστασης ώστε η πάκτωση του αγκυρίου να γίνει σε ευσταθές και επαρκούς αντοχής έδαφος Στο σχήμα 3-1 που ακολουθεί παρουσιάζονται τα προαναφερθέντα τμήματα του αγκυρίου. Σχήμα 3-1 : Τα τμήματα του αγκυρίου Η κατασκευή των αγκυρίων αποτελείται από διαδοχικές φάσεις οι οποίες είναι : Η διάτρηση της οπής Η τοποθέτηση της σωλήνωσης (προαιρετικό ανάλογα το έδαφος της περιοχής αγκύρωσης) Η εισαγωγή τενόντων Η εισπίεση ενέματος και η ανάσυρση σωλήνωσης αν υπάρχει Η τάνυση και ο έλεγχος της αντοχής Η σφήνωση της κεφαλής Σελίδα 17

18 Πρέπει να τονιστεί ότι η κατασκευή αγκυρώσεων είναι μια ιδιαίτερα τεχνική εργασία που πρέπει να γίνεται από εξειδικευμένους επαγγελματίες γιατί η συμπεριφορά ενός αγκυρίου και η επιτυχημένη λειτουργία του εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την τεχνολογία κατασκευής του. Στο σχήμα 3-2 που ακολουθεί παρουσιάζονται οι φάσεις κατασκευής ενός αγκυρίου. Σχήμα 3-2 : Οι φάσεις κατασκευής αγκυρίου 3.4 Τύποι των αγκυρίων Υπάρχουν τέσσερις τύποι αγκυρίων A, B, C και D, ανάλογα με τον τύπο του εδάφους που θα κατασκευαστεί η αγκύρωση (Παπασπύρου, 1985). Η διαφορά των παραπάνω τύπων έγκειται στον τρόπο που υλοποιείται η πάκτωση του αγκυρίου, στα υλικά που χρησιμοποιούνται και στον τρόπο κατασκευής του. Συγκεκριμένα : Ο τύπος Α (λείο διάτρημα ένεμα χωρίς πίεση) χρησιμοποιείται σε βραχώδη πετρώματα, σε μάργες και σε συνεκτικά εδάφη όπως πολύ σκληρές αργίλους. Το διάτρημα είναι λείο, η διάμετρος σταθερή και η εισαγωγή του ενέματος γίνεται χωρίς πίεση. Σελίδα 18

19 Ο τύπος Β (ένεμα με ελαφρά πίεση) χρησιμοποιείται τις περισσότερες φορές σε αμμοχάλικα, σε αμμώδη εδάφη με χαλαρή πυκνότητα και σε ρηγματωμένους ή κατακερματισμένους βράχους. Η εισαγωγή του ενέματος γίνεται με μικρή πίεση ως 1 MPa, επομένως το ένεμα εισχωρεί καλύτερα μέσα στους πόρους του εδάφους ή στα ρήγματα του πετρώματος, με αποτέλεσμα το πακτωμένο τμήμα να έχει μεγαλύτερη διάμετρο από το διάτρημα και συνεπώς μεγαλύτερη διατμητική αντοχή από τα αγκύρια του τύπου Α. Ο τύπος C (ένεμα με υψηλή πίεση) βρίσκει εφαρμογή σε λεπτά κοκκώδη εδάφη και εδαφικές αποθέσεις, η εισαγωγή του ενέματος γίνεται με ισχυρή πίεση μεγαλύτερη από 1 MPa. Εξαιτίας της πίεσης το ένεμα διεισδύει στο έδαφος με ακανόνιστο τρόπο με αποτέλεσμα ο βολβός πάκτωσης να παίρνει οδοντωτή μορφή και ως εκ τούτου να αυξάνεται η διατμητική αντοχή. Η μέθοδος παρά την ευνοϊκή της επίδραση στην φέρουσα ικανότητα του αγκυρίου, παρουσιάζει τεχνικοοικονομικές και θεωρητικές αδυναμίες. Συγκεκριμένα επιβαρύνει το κόστος του έργου καθώς έχει μεγάλες απαιτήσεις σε μηχανικό εξοπλισμό και πολυάριθμό προσωπικό, και δημιουργεί φόβους μήπως οι πιέσεις σπάσουν το έδαφος και προκληθούν ζημίες τόσο στην ίδια τη κατασκευή όσο και στις γειτονικές. Ο τύπος D (βολβοί από διαδοχικές διερευνήσεις) χρησιμοποιείται σε στιφρά συνεκτικά εδάφη, σε μάργες και μαλακούς βράχους. Αρχικά το περιβάλλον έδαφος διευρύνεται με μηχανικά μέσα και στη συνέχεια εισάγεται το ένεμα υπό πίεση. Το χρονικό διάστημα μεταξύ της διεύρυνσης των βολβών και της εισπίεσης του ενέματος πρέπει να τηρείται όσο το δυνατόν βραχύτερο. Ακολουθεί σχήμα 3-3 στο οποίο περιγράφονται οι τέσσερις τύποι αγκυρίων. Σελίδα 19

20 Σχήμα 3-3 : Οι τύποι των αγκυρίων ( Μπουκοβάλας, 2009) Σελίδα 20

21 4 Έλεγχοι δοκιμαστικές φορτίσεις των αγκυρώσεων 4.1 Κατηγορίες δοκιμαστικών φορτίσεων Ο Ευρωκώδικας 7 EN 1997 κεφάλαιο 8, ορίζει ότι δοκιμαστικές φορτίσεις γίνονται κατά τη φάση της μελέτης, δοκιμές διερεύνησης (investigation tests), αλλά και κατά τη φάση της κατασκευής για επιβεβαίωση του σχεδιασμού, δοκιμές καταλληλότητας (suitability tests) και δοκιμές αποδοχής (acceptance tests). Οι δοκιμές διερεύνησης είναι δοκιμαστικές φορτίσεις που γίνονται προκειμένου να καθοριστεί η οριακή αντίσταση των αγκυρίων στη διεπιφάνεια εδάφους ενέματος και να προσδιοριστεί η συμπεριφορά της αγκύρωσης στο εύρος του λειτουργικού της φορτίου. Οι τένοντες προεντείνονται ώσπου να επιτευχθεί το οριακό φορτίο εξόλκευσης. Εφόσον ο σχεδιασμός των αγκυρώσεων γίνει μέσω δοκιμαστικών φορτίσεων, για τον υπολογισμό της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης του αγκυρίου χρησιμοποιείται ο συντελεστής συσχέτισης (ξ a ). Οι δοκιμές καταλληλότητας είναι επί τόπου δοκιμές και γίνονται σε μη λειτουργικές αγκυρώσεις προκειμένου να επαληθευτεί ότι ο σχεδιασμός των αγκυρίων θα είναι επαρκής για τις συγκεκριμένες εδαφικές συνθήκες. Πρέπει να εκτελούνται τουλάχιστον τρείς δοκιμές καταλληλότητας σε κάθε διακριτή φάση εκσκαφής και κατασκευής, για τον προσδιορισμό της χαρακτηριστικής αντίστασης του αγκυρίου. Οι δοκιμές αποδοχής είναι επιτόπου δοκιμαστικές φορτίσεις και εκτελούνται σε λειτουργικές αγκυρώσεις κατά την προένταση τους για να επιβεβαιωθεί ότι κάθε αγκύρωση ικανοποιεί τις απαιτήσεις σχεδιασμού. Σελίδα 21

22 4.2 Κανονιστικές διατάξεις δοκιμαστικών φορτίσεων αγκυρώσεων Υπάρχουν αρκετές κανονιστικές διατάξεις όπου περιγράφονται οι διαδικασίες πραγματοποίησης των επιβαλλομένων από τους κανονισμούς ελέγχων για τις αγκυρώσεις. Μερικές από αυτές είναι : Το πρότυπο EN 1537 : 1999 "Execution of special geotechnical work Ground anchors " - Εκτέλεση ειδικών γεωτεχνικών εργασιών Αγκυρώσεις Το ISO/DIS "Geotechnical investigation and testing Testing of geotechnical structures" Οι γερμανικοί κανονισμοί DIN 4125 και DIN 1054 Ο βρετανικός κανονισμός BS (8081:1989) Οι γαλλικές προδιαγραφές "Recommendations for the design, calculation, construction and monitoring of ground anchorages" O Ευρωκώδικας 7 συστήνει οι δοκιμαστικές φορτίσεις να γίνονται βάση του EN 1537 : 1999, όμως πλέον έχει εκδοθεί το ISO/DIS που περιγράφει αναλυτικότερα την διαδικασία διεξαγωγής των δοκιμαστικών φορτίσεων. Σύμφωνα με τους (Bond and Harris, 2008) επειδή το EN 1537 : 1999 επικαλύπτει το ISO/DIS όσον αφορά τις δοκιμές των αγκυρώσεων, η αρμόδια τεχνική επιτροπή της CEN σκέφτεται να μετακινήσει τις σχετικές με τις δοκιμές διατάξεις στο ISO/DIS και το EN 1537 : 1999 να πραγματεύεται μόνο τα θέματα που αφορούν την εκτέλεση των εργασιών. Στην ενότητα που ακολουθεί θα περιγραφεί η διαδικασία του ελέγχου σύμφωνα με τις οδηγίες του ISO/DIS Σελίδα 22

23 4.3 Περιγραφή των δοκιμαστικών φορτίσεων των αγκυρώσεων βάσει του ISO/DIS Το ISO/DIS περιγράφει τη διαδικασία διεξαγωγής δοκιμαστικών εφελκυστικών φορτίσεων σε αγκυρώσεις ενεματούμενες στο έδαφος. Η χρήση του παραπάνω ISO είναι συμπληρωματική του Ευρωκώδικα 7 και του EN 1537, επίσης πρέπει να χρησιμοποιούνται οι Ευρωκώδικες 2 και 3 για θέματα που αφορούν την προένταση των τενόντων. Περιγράφονται τρείς μέθοδοι διεξαγωγής φορτίσεων : Μέθοδος 1 : Δοκιμή με κυκλική εφελκυστική φόρτιση όπου μετράται η μετατόπιση κατά την εφαρμογή του μέγιστου φορτίου. Μέθοδος 2 : Δοκιμή με κυκλική εφελκυστική φόρτιση όπου μετράται η απώλεια φορτίου κατά την εφαρμογή του μέγιστου φορτίου. Μέθοδος 3 : Δοκιμή όπου το εφαρμοζόμενο φορτίο αυξάνεται κατά βήματα. Σε κάθε έργο θα χρησιμοποιείται μόνο μια από τις παραπάνω μεθόδους Απαιτούμενος Εξοπλισμός Η εγκατάσταση για την εκτέλεση των δοκιμαστικών φορτίσεων περιλαμβάνει το σύστημα αντίδρασης, τη συσκευή για την επιβολή του φορτίου, τις συσκευές καταγραφής των μετακινήσεων, του επιβαλλόμενου φορτίου, της χρονικής διάρκειας και της θερμοκρασίας. Το σύστημα αντίδρασης πρέπει να είναι ανθεκτικό και ικανό να μεταβιβάσει το μέγιστο επιβαλλόμενο φορτίο χωρίς να παραμορφώνεται και χωρίς να επηρεάζει τα αποτελέσματα εισάγοντας περεταίρω φορτία. Η συσκευή επιβολής του φορτίου είναι συνήθως ένας υδραυλικός γρύλλος που πρέπει να μπορεί να επιβάλλει το μέγιστο φορτίο που απαιτείται για την εκτέλεση Σελίδα 23

24 της δοκιμής. Το φορτίο εφελκυσμού του τένοντα πρέπει να επιβάλλεται σταδιακά και αξονικά σύμφωνα με τις απαιτήσεις της διαδικασίας. Ο ρυθμός φόρτισης ή αποφόρτισης δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 10 KN ανά δευτερόλεπτο. Οι συσκευές καταγραφής του επιβαλλόμενου φορτίου και των μετακινήσεων του τένοντα πρέπει να έχουν βαθμονομηθεί (calibrated) κατάλληλα πριν την διεξαγωγή της δοκιμής, επίσης οι αποκλίσεις πρέπει να είναι εντός των αποδεκτών ορίων για την κάθε μέθοδο δοκιμής, όπως αυτά διαμορφώνονται στις παραγράφους 4.5 και 4.6 του ISO. Στο σχήμα 4-1 διακρίνεται ο απαιτούμενος εξοπλισμός για την διεξαγωγή των δοκιμαστικών φορτίσεων, η αντιστοιχία των αριθμών με τις συσκευές είναι η εξής: 1. Μετρητής μετακινήσεων 2. Μετρητής επιβαλλόμενου φορτίου 3. Συσκευή επιβολής φορτίου 4. Σύστημα αντίδρασης 5. Τένοντας 6. Υδραυλικό σύστημα Σχήμα 4-1 : Απαιτούμενος εξοπλισμός για την εκτέλεση της δοκιμής Σελίδα 24

25 4.3.2 Μέθοδος 1 Διαδικασία διερευνητικών δοκιμών Στις διερευνητικές δοκιμές σύμφωνα με τη μέθοδο 1, εφαρμόζεται αυξητικά σε τουλάχιστον έξι κύκλους, φορτίο ίσο με το φορτίο επιβεβαίωσης P p, το όποιο είναι υπολογισμένο ώστε να προκαλεί αστοχία της αγκύρωσης. Σε κάθε κύκλο το μέγιστο φορτίο διατηρείται σταθερό για συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα. Η δοκιμή περιλαμβάνει μετρήσεις των μετακινήσεων της κεφαλής του τένοντα σε σχέση με επιβαλλόμενο φορτίο και τον χρόνο. Προετοιμασία εκτέλεσης της δοκιμής Οι δοκιμές διερεύνησης πρέπει να γίνονται σε μη λειτουργικές αγκυρώσεις οι οποίες θα είναι ακριβώς πανομοιότυπες με τις λειτουργικές, και συγκεκριμένα θα εγκαθίστανται με την ίδια ακριβώς διαδικασία, θα έχουν την ίδια κλίση και το ίδιο μήκος ενέματος. Από τη στιγμή που θα κατασκευάζονται οι αγκυρώσεις μέχρι να εκτελεστούν οι δοκιμές πρέπει να μεσολαβεί επαρκές χρονικό διάστημα ώστε τα υλικά να αναπτύξουν τις απαραίτητες αντοχές. Πριν την έναρξη της δοκιμής πρέπει να ελέγχονται τα μηχανήματα για να είναι βέβαιη η σωστή λειτουργία τους και η σωστή τοποθέτηση τους ώστε να μην επηρεάζονται από ενδεχόμενες μετακινήσεις του συστήματος αντίδρασης καθώς και από κλιματικές αλλαγές. Επίσης πρέπει να οριοθετείται μια περιοχή ασφάλειας γύρω από το χώρο εκτέλεσης των δοκιμών. Φορτίο επιβεβαίωσης δοκιμής Το επιβαλλόμενο φορτίο επιβεβαίωσης P p (proof load) θα καθορίζεται πριν την έναρξη των δοκιμών σύμφωνα με τις απαιτήσεις του Ευρωκώδικα 7 και πρέπει να ισούται με την χαμηλότερη τιμή από 0,80 P tk και 0,95 P t0.1k όπου P tk είναι η χαρακτηριστική αντοχή του τένοντα και P t0.1k το χαρακτηριστικό εφελκυστικό φορτίο για το οποίο υπάρχει μόνιμη παραμόρφωση 0,1 %. Σελίδα 25

26 Στοιχειώδες φορτίο δοκιμής Το στοιχειώδες φορτίο P a (datum load) που θα επιβάλλεται αρχικά, αποσκοπεί στο να ελαχιστοποιήσει της μετακινήσεις τις αγκύρωσης πριν αρχίσει η δοκιμή. Το στοιχειώδες φορτίο θα ισούται με τη μικρότερη τιμή μεταξύ των 50 KN και του 10% του φορτίου επιβεβαίωσης P p. Διαδικασία φόρτισης Η αγκύρωση θα φορτίζεται από το στοιχειώδες φορτίο P a στο φορτίο επιβεβαίωσης P p σε τουλάχιστον έξι κύκλους. Στο σχήμα 4-2 και στο πίνακα 4-1 φαίνεται το μέγιστο φορτίο του κάθε κύκλου. Σε κάθε κύκλο η επιβολή του μέγιστου φορτίου θα γίνεται σε στάδια. Όπως φαίνεται στο σχήμα 4-2, τα στάδια αυτά θα είναι P a 0,40 P p 0,55 P p 0,70P p 0,90P p 0,90 P p και 1,00 P p. Σε κάθε στάδιο θα καταγράφονται οι μετακινήσεις της αγκύρωσης. Ο χρόνος παρακολούθησης του κάθε σταδίου θα είναι 1 λεπτό, εκτός από το στάδιο του μέγιστου φορτίου για κάθε κύκλο, το οποίο θα πρέπει να διατηρείται σταθερό για τους χρόνους παρακολούθησης που ορίζονται στον πίνακα 4-1. Στη συνέχεια η αγκύρωση θα αποφορτίζεται στο στοιχειώδες φορτίο P a, χρησιμοποιώντας τα ίδια στάδια. Ο χρόνος παρακολούθησης για τα στάδια της αποφόρτισης θα είναι ένα λεπτό. Ο χρόνος παρακολούθησης για τα στάδια φόρτισης πρέπει να αυξάνεται αν δεν μπορεί να προσδιοριστεί ο λόγος ερπυσμού α 1. Σελίδα 26

27 Σχήμα 4-2 : Η διαδικασία φόρτισης για τις διερευνητικές δοκιμές με τη μέθοδο 1 Πίνακας 4-1 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις διερευνητικές δοκιμές με τη μέθοδο 1 Η αντίσταση εξόλκευσης της αγκύρωσης R a (pull out resistance), επιτυγχάνεται όταν ο λόγος του ερπυσμού α 1 αποκτήσει τιμή μεγαλύτερη από 2 mm. Η χαρακτηριστική τιμή της αντίστασης εξόλκευσης R aκ ορίζεται σαν η μικρότερη τιμή που καταγράφεται σε μια από τις δοκιμές των αγκυρώσεων. Στις περιπτώσεις που ο λόγος του ερπυσμού α 1 δεν υπερβαίνει τα 2 mm κατά την διεξαγωγή της δοκιμής, η χαρακτηριστική αντίσταση εξόλκευσης R aκ επιβαλλόμενου φορτίου. θα ισούται με την τιμή του μέγιστου Σελίδα 27

28 Μετρήσεις και έλεγχοι Πριν την έναρξη της φόρτισης πρέπει να ελέγχεται και να διασφαλίζεται ότι εξωτερικές πηγές δεν θα επηρεάσουν τις μετρήσεις και τις καταγραφές. Επίσης πρέπει να ελέγχεται και ο αντίστοιχος εξοπλισμός. Κατά την διεξαγωγή των διερευνητικών δοκιμών όταν εφαρμοστεί το στοιχειώδες φορτίο P a πρέπει να καταγράφεται η αρχική μετακίνηση s o. Κατά τη διάρκεια της φόρτισης, σε κάθε στάδιο, το φορτίο και η μετατόπιση της κεφαλής πρέπει να καταγράφονται τουλάχιστον σε διαδοχικές χρονικές στιγμές (σε λεπτά) όπως: Όταν κρίνεται αναγκαίο πρέπει να γίνονται συχνότερες καταγραφές. Κατά την αποφόρτιση το φορτίο και η μετατόπιση της κεφαλής πρέπει να καταγράφονται τουλάχιστον στο τέλος κάθε βήματος. Όταν κρίνεται απαραίτητο πρέπει να καταγράφονται και οι μετακινήσεις του συστήματος αντίδρασης τουλάχιστον στο τέλος κάθε βήματος. Στο μέγιστο φορτίο του κάθε κύκλο πρέπει να ελέγχεται η τιμή του λόγου ερπυσμού α 1. Όταν οι αγκυρώσεις απέχουν λιγότερο από 1,5 m και θα δεχτούν φορτίο μεγαλύτερο από 700 ΚΝ, πρέπει να ερευνάται η αλληλεπίδραση μεταξύ τους και να εκτελούνται ταυτόχρονες δοκιμές σε τρείς διαδοχικές αγκυρώσεις. Επίσης αγκυρώσεις που αναμένεται κατά τη διάρκεια ζωής τους να δεχτούν φορτία από ταλαντώσεις πρέπει να δοκιμαστούν με την διαδικασία που ορίζει το ISO στην παράγραφο Α Αποτελέσματα δοκιμής Με την ολοκλήρωση των διερευνητικών δοκιμών και των δεδομένων που έχουν συλλεχθεί απεικονίζονται οι εξής σχέσεις : Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου στο τέλος του κάθε βήματος φόρτισης Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης συναρτήσει του χρόνου για το μέγιστο φορτίο του κάθε κύκλου φόρτισης Σελίδα 28

29 Ο λόγος του ερπυσμού α 1 συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης συναρτήσει του φορτίου για όλους τους κύκλους φόρτισης Με βάση τα αποτελέσματα της φόρτισης πρέπει τουλάχιστον να καθοριστούν οι παρακάτω παράμετροι : Η προκύπτουσα αντίσταση εξόλκευσης της αγκύρωσης R a Το υπολογισμένο φαινομενικό ελεύθερο μήκος τένοντα L app Υπολογισμός του λόγου ερπυσμού α 1 Ο λόγος ερπυσμού α 1 είναι η κλίση του διαγράμματος των μετατοπίσεων λόγω ερπυσμού συναρτήσει του δεκαδικού λογάριθμου του χρόνου. Ο υπολογισμός του λόγου ερπυσμού α 1 σχέση : α 1 = ( s b s a ) / log (t b / t a ) όπου γίνεται βάση του σχήματος 4-3 με τη s a : η μετατόπιση στην κεφαλή της αγκύρωσης την χρονική στιγμή t a, s b : η μετατόπιση στην κεφαλή της αγκύρωσης την χρονική στιγμή t b, t a : η αρχή του αντίστοιχου χρονικού διαστήματος, t b : το τέλος του αντίστοιχου χρονικού διαστήματος και προκύπτει από το τέλος του γραμμικού κλάδου της καμπύλης μετατόπισης συναρτήσει του χρόνου για την επιβολή σταθερού φορτίου. Σελίδα 29

30 Σχήμα 4-3 : Η καμπύλη μετατόπισης συναρτήσει του χρόνου για τον υπολογισμό του δείκτη ερπυσμού α 1 Διαδικασία δοκιμών καταλληλότητας Στις δοκιμές καταλληλότητας αγκυρώσεων σύμφωνα με τη μέθοδο 1, επιβάλλεται αυξητικά σε τουλάχιστον πέντε κύκλους αξονικό φορτίο ως την τιμή του φορτίου επιβεβαίωσης P p, προκειμένου να επιβεβαιωθεί ότι ο σχεδιασμός της συγκεκριμένης αγκύρωσης θα είναι επαρκής για τις συγκεκριμένες εδαφικές συνθήκες. Σε κάθε κύκλο το μέγιστο φορτίο διατηρείται σταθερό για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Η δοκιμή περιλαμβάνει μέτρηση των παραμορφώσεων της κεφαλής του τένοντα σε σχέση με το επιβαλλόμενο φορτίο και το χρόνο, για κάθε βήμα φόρτισης. Δοκιμές αγκυρώσεις. καταλληλότητας μπορούν να πραγματοποιηθούν και σε λειτουργικές Σελίδα 30

31 Φορτίο επιβεβαίωσης δοκιμής Όπως και στις διερευνητικές δοκιμές, το φορτίο επιβεβαίωσης P p (proof load) θα καθορίζεται πριν την έναρξη των δοκιμών σύμφωνα με τις απαιτήσεις του Ευρωκώδικα 7, και συγκεκριμένα πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 1,25 P o και 1,5 R d αλλά μικρότερο από 0,95 P t0.1k όπου P o φορτίο σφήνωσης και R d η τιμή σχεδιασμού της αντίστασης της αγκύρωσης. Στοιχειώδες φορτίο Το στοιχειώδες φορτίο P a (datum load) που θα επιβάλλεται αρχικά, αποσκοπεί στο να ελαχιστοποιήσει τις μετακινήσεις της αγκύρωσης πριν αρχίσει η δοκιμή. Το στοιχειώδες φορτίο θα ισούται με τη μικρότερη τιμή μεταξύ των 50 KN και του 10% του φορτίου επιβεβαίωσης P p. Διαδικασία φόρτισης Η διαδικασία της φόρτισης της αγκύρωσης που φαίνεται στο σχήμα 4-4 και στον πίνακα 4-2, πρέπει να υλοποιείται για την διεξαγωγή των δοκιμών καταλληλότητας. Κάθε αγκύρωση πρέπει να φορτίζεται ως το φορτίο επιβεβαίωσης P p, σε τουλάχιστον πέντε κύκλους. Το φορτίο δεν πρέπει να επιβάλλεται ή να αφαιρείται με ρυθμό ταχύτερο από 10 ΚΝ ανά δευτερόλεπτο. Κάθε στάδιο φόρτισης μπορεί να σταματήσει όταν ο δείκτης ερπυσμού α 1 γίνει μεγαλύτερος από 2 mm. Σελίδα 31

32 Σχήμα 4-4 : Η διαδικασία φόρτισης για τις δοκιμές καταλληλότητας με τη μέθοδο 1 Πίνακας 4-2 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις δοκιμές καταλληλότητας με τη μέθοδο 1 Μετρήσεις και έλεγχοι Σε κάθε στάδιο θα καταγράφονται οι μετακινήσεις της αγκύρωσης. Αφού επιτευχθεί η τιμή του φορτίου σε κάθε στάδιο για πρώτη φορά, θα διατηρείται σταθερή για το χρονικό διάστημα που αναγράφεται στον πίνακα 2, και θα μειώνεται σταδιακά στο αρχικό στοιχειώδες φορτίο P a. Κατόπιν το φορτίο θα αυξάνεται σταδιακά ως το μέγιστο φορτίο των επόμενων κύκλων φόρτισης. Σελίδα 32

33 Στα στάδια αποφόρτισης ο χρόνος παρατήρησης είναι ένα λεπτό. Κατά τη διάρκεια της παρατήρησης το φορτίο πρέπει να διατηρείται σταθερό και να καταγράφονται οι μετακινήσεις στους χρόνους ( 1, 2, 3, 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60 λεπτά) και να απεικονίζονται σε ημιλογαριθμική κλίμακα. Οι χρόνοι παρακολούθησης που αναγράφονται στον πίνακα 2 πρέπει να επιμηκύνονται όταν υπάρχει αύξηση των μετακινήσεων Δs 0,5 mm για : Προσωρινές αγκυρώσεις σε μη συνεκτικά και βραχώδη εδάφη : μεταξύ των 10 και 30 λεπτών Προσωρινές αγκυρώσεις σε συνεκτικά εδάφη : μεταξύ των 20 και 60 λεπτών Μόνιμες αγκυρώσεις σε μη συνεκτικά και βραχώδη εδάφη : μεταξύ των 20 και 60 λεπτών Μόνιμες αγκυρώσεις σε συνεκτικά εδάφη : μεταξύ των 60 και 180 λεπτών Επίσης οι χρόνοι παρακολούθησης πρέπει να επιμηκύνονται όταν αυξάνεται η κλίση του διαγράμματος των μετακινήσεων συναρτήσει του λογάριθμου του χρόνου. Για τις δυο παραπάνω περιπτώσεις οι χρόνοι παρακολούθησης πρέπει να επιμηκύνονται μέχρι να μπορεί να υπολογιστεί ξεκάθαρα ο λόγος του ερπυσμού που προκύπτει από το τέλος του γραμμικού κλάδου της καμπύλης των μετακινήσεων συναρτήσει του χρόνου. Για μόνιμες αγκυρώσεις ο χρόνος παρακολούθησης συμπεριλαμβανομένων των επιμηκύνσεων πρέπει να είναι τουλάχιστον 120 λεπτά για τα μη συνεκτικά και βραχώδη εδάφη, και αντίστοιχα 720 λεπτά για τα συνεκτικά εδάφη. Κατά την εφαρμογή του μέγιστου φορτίου του κάθε κύκλου πρέπει να ελέγχονται οι τιμές του λόγου ερπυσμού α 1 αν συμμορφώνονται με τα όρια που θέτονται στον πίνακα 4-3. Σελίδα 33

34 Πίνακας 4-3 : Οι επιτρεπόμενες τιμές των μετακινήσεων και του λόγου ερπυσμού για τις δοκιμές καταλληλότητας με τη μέθοδο 1 Εάν το κριτήριο ο λόγος του ερπυσμού να είναι ίσος με 2 mm, ξεπεραστεί πριν επιβληθεί το φορτίο επιβεβαίωσης P p κατά την εκτέλεση της δοκιμής καταλληλότητας, τότε σαν επιτρεπόμενο φορτίο για όλες τις αγκυρώσεις που καλύπτονται από την δοκιμή θα οριστεί το χαμηλότερο φορτίο της δοκιμής, αλλιώς πρέπει να πραγματοποιηθούν επιπρόσθετες δοκιμές. Αποτελέσματα δοκιμής Με την ολοκλήρωση των δοκιμών καταλληλότητας και των δεδομένων που έχουν συλλεχθεί απεικονίζονται οι εξής σχέσεις : Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου στο τέλος του κάθε κύκλου φόρτισης Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης συναρτήσει του χρόνου για το μέγιστο φορτίο του κάθε κύκλου φόρτισης Ο λόγος του ερπυσμού α 1 συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης συναρτήσει του φορτίου για όλους τους κύκλους φόρτισης Σελίδα 34

35 Με βάση τα αποτελέσματα της φόρτισης πρέπει τουλάχιστον να καθοριστούν οι παρακάτω παράμετροι : Η μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης κατά την επιβολή του μέγιστου φορτίου Η τιμή του λόγου ερπυσμού α 1 κατά την επιβολή του μέγιστου φορτίου Το υπολογισμένο φαινομενικό ελεύθερο μήκος τένοντα L app Διαδικασία δοκιμών αποδοχής Στις δοκιμές αποδοχής των αγκυρώσεων σύμφωνα με τη μέθοδο 1, επιβάλλεται αυξητικά αξονικό φορτίο σε τουλάχιστον πέντε στάδια ως την τιμή του φορτίου επιβεβαίωσης P p, προκειμένου να επιβεβαιωθεί ότι η συγκεκριμένη αγκύρωση έχει κατασκευαστεί βάση των απαιτήσεων του σχεδιασμού. Σε κάθε βήμα όταν το φορτίο μεγιστοποιηθεί διατηρείται σταθερό για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Η δοκιμή περιλαμβάνει μέτρηση των παραμορφώσεων της κεφαλής του τένοντα συναρτήσει του φορτίου και του χρόνου για κάθε βήμα φόρτισης. Φορτίο επιβεβαίωσης δοκιμής Το επιβαλλόμενο φορτίο επιβεβαίωσης P p (proof load) θα καθορίζεται πριν την έναρξη των δοκιμών σύμφωνα με τις απαιτήσεις του Ευρωκώδικα 7, και θα πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 1,25 P o αλλά μικρότερο από 0,90 P t0.1k. Στοιχειώδες φορτίο δοκιμής Το στοιχειώδες φορτίο P a (datum load) που θα επιβάλλεται αρχικά, αποσκοπεί στο να ελαχιστοποιήσει τις μετακινήσεις της αγκύρωσης πριν αρχίσει η δοκιμή. Το στοιχειώδες φορτίο θα ισούται με τη μικρότερη τιμή μεταξύ των 50 KN και του 10% του φορτίου επιβεβαίωσης P p. Σελίδα 35

36 Διαδικασία φόρτισης Η φόρτιση αρχίζει από το στοιχειώδες φορτίο P a και μέσω αυξητικών βημάτων η αγκύρωση φορτίζεται ως το μέγιστο φορτίο όπως φαίνεται στο σχήμα 4-5, και κατόπιν αποφορτίζεται ως το στοιχειώδες φορτίο. Οι χρόνοι παρακολούθησης για κάθε στάδιο φόρτισης φαίνονται στον πίνακα 4-4. Σε κάθε βήμα φόρτισης πρέπει να καταγράφονται οι μετακινήσεις της αγκύρωσης. Το φορτίο δεν πρέπει να επιβάλλεται ή να αφαιρείται με ρυθμό ταχύτερο από 10 ΚΝ ανά δευτερόλεπτο. Στο στάδιο που επιβάλλεται το φορτίο επιβεβαίωσης P p πρέπει να ελέγχεται η τιμή του λόγου α 1. Στην περίπτωση προεντεταμένων αγκυρώσεων που υπάρχει σημαντική τριβή στο ελεύθερο μήκος του τένοντα, μπορεί να πραγματοποιηθεί ένας μερικός κύκλος φόρτισης προκείμενου να προσδιοριστεί η επιρροή της τριβής ώστε να καθοριστεί με μεγαλύτερη ακρίβεια το φαινομενικό ελεύθερο μήκος του τένοντα. Σχήμα 4-5 : Η διαδικασία φόρτισης για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο 1 Σελίδα 36

37 Πίνακας 4-4 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο 1 Μετρήσεις και έλεγχοι Το φορτίο επιβεβαίωσης P p πρέπει να διατηρείται σταθερό για 5 λεπτά σε αγκυρώσεις σε μη συνεκτικά ή βραχώδη εδάφη και αντίστοιχα 15 λεπτά για αγκυρώσεις σε συνεκτικά εδάφη. Οι μετατοπίσεις και οι διακυμάνσεις τους πρέπει να καταγράφονται κατά τη διάρκεια του παραπάνω διαστήματος και συγκεκριμένα μετά από 1, 2, 3, 5, 10 και 15 λεπτά. Οι ελάχιστοι χρόνοι παρακολούθησης που αναγράφονται στον πίνακα 4-4, θα επιμηκύνονται όταν οι μετακινήσεις υπερβαίνουν τα επιτρεπτά όρια, ακόμα ο χρόνος παρακολούθησης πρέπει να παρατείνεται μέχρι να είναι δυνατός ο καθορισμός του λόγου ερπυσμού α 1. Όπου απαιτείται πρέπει να καταγράφονται και οι μετακινήσεις του συστήματος αντίδρασης τουλάχιστον στο τέλος κάθε βήματος φόρτισης. Κατά την επιβολή του μέγιστου φορτίου πρέπει να ελέγχεται η τιμή του λόγου ερπυσμού α 1. Στον πίνακα 4-5 αναγράφονται οι επιτρεπόμενες τιμές των μετακινήσεων και του λόγου ερπυσμού για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο 1. Σελίδα 37

38 Πίνακας 4-5 : Οι επιτρεπόμενες τιμές των μετακινήσεων και του λόγου ερπυσμού για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο 1 Αποτελέσματα δοκιμής Με την ολοκλήρωση των δοκιμών αποδοχής και των δεδομένων που έχουν συλλεχθεί απεικονίζονται οι εξής σχέσεις : Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης συναρτήσει του χρόνου για το μέγιστο φορτίο P p Με βάση τα αποτελέσματα της φόρτισης της αγκύρωσης πρέπει τουλάχιστον να καθοριστούν τα παρακάτω χαρακτηριστικά : Η μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης κατά την επιβολή του μέγιστου φορτίου Η τιμή του λόγου ερπυσμού α 1 κατά την επιβολή του μέγιστου φορτίου Επίσης πρέπει να υπολογιστεί το φαινομενικό ελεύθερο μήκος του τένοντα L app. Σελίδα 38

39 Υπολογισμός φαινομενικού ελεύθερου μήκους L app Το φαινομενικό ελεύθερο μήκος τένοντα L app (Πιτιλάκης, 1982) ορίζεται από 2 ακίνητα σημεία Α και Β, όπου το σημείο Α αντιστοιχεί στο μήκος της αγκύρωσης πέρα από τον γρύλο που απαιτείται για να γίνει η προένταση και το Β είναι κάποιο σημείο σε οποιαδήποτε θέση του βολβού. Ενώ ο προσδιορισμός της θέσης του σημείου Α δεν παρουσιάζει δυσκολίες, δεν ισχύει το ίδιο για το σημείο Β. Πρακτικά λαμβάνεται στο δεύτερο τέταρτο του άνω μισού του βολβού. Σκοπός του σημείου Β είναι να διαχωρίσει την ενεργοποιημένη ζώνη του βολβού από τη μη άμεσα ενεργοποιημένη, η οποία θα κλιθεί να ενεργοποιηθεί για την παραλαβή πρόσθετων εφελκυστικών φορτίων. Σταδιακά λοιπόν καθώς αυξάνεται η εφελκυστική δύναμη που δέχεται το αγκύριο, η ενεργοποιημένη ζώνη αυξάνεται σε βάρος της μη ενεργοποιημένης και το σημείο Β μετακινείται αγκυρίου. προς το κατώτατο άκρο του Σχήμα 4-6 : Μετακίνηση του σημείου Β για αύξηση του φορτίου προέντασης Στο σχήμα 4-6 παρουσιάζεται η προοδευτική ενεργοποίηση του αγκυρίου για σταδιακή αύξηση του φορτίου προέντασης. ΔL είναι η επιμήκυνση της κεφαλής, ΔL o είναι η γενική ολίσθηση και L Β είναι το μήκους του αγκυρίου. Σελίδα 39

40 Το φαινομενικό μήκος L app υπολογίζεται από την επιμήκυνση του τένοντα Δs η μέτρηση της οποίας έχει αφετηρία το σημείο που προσαρμόζεται ο τένοντας στον γρύλλο ή ένα σημείο αναφοράς συνδεδεμένο με τον τένοντα. Η μέτρηση αυτή καθορίζει την θέση του σημείου Β, η οποία συγκρίνεται με το τέλος του θεωρητικού ελεύθερου μήκους του τένοντα και την αρχή του μήκους του ενέματος. Συνήθως το L app υπολογίζεται κάνοντας χρήση της παρακάτω σχέσης : L app At Et s P P P p a f Όπου : L app είναι το φαινομενικό ελεύθερο μήκος τένοντα A t είναι το εμβαδόν της διατομής του τένοντα E t είναι το μέτρο ελαστικότητας του τένοντα Δs είναι η ελαστική παραμόρφωση του τένοντα P p είναι το φορτίο επιβεβαίωσης του τένοντα P a είναι το στοιχειώδες φορτίο του τένοντα ΔP f είναι η αντίσταση των τριβών Η τιμή του L app θα συγκρίνεται με τα όρια του EN 1537, τα οποία είναι τα ακόλουθα (σχήμα 9) : Άνω όριο : L app L tf + L e + 0,5 L tb για ενεματούμενες αγκυρώσεις L app 1,10 L tf + L e για αγκυρώσεις με θλίψη Σελίδα 40

41 Κάτω όριο : L app L tf + L e για ενεματούμενες αγκυρώσεις L app 0,80 L tf + L e για αγκυρώσεις με θλίψη Όπου : L tf είναι το ελεύθερο μήκος του τένοντα L e είναι το εξωτερικό μήκος του τένοντα από την κεφαλή της αγκύρωσης ως το σημείο όπου ασκείται η πίεση του γρύλλου L tb είναι μήκος του ενέματος του τένοντα Στο σχήμα 4-7 καθορίζονται τα παραπάνω γεωμετρικά στοιχεία μιας αγκύρωσης Σχήμα 4-7 : Σχέδιο τυπικής αγκύρωσης Όταν το φαινομενικό ελεύθερο μήκος είναι εκτός των παραπάνω ορίων, η αγκύρωση μπορεί να υποβληθεί σε επαναλαμβανόμενους κύκλους φόρτισης ως το φορτίο επιβεβαίωσης P p. Εάν η αγκύρωση παρουσιάζει επανειλημμένα τις ίδιες επιμηκύνσεις για την επιβολή του φορτίου τότε μπορεί να γίνει αποδεκτή από τον κατασκευαστή. Σελίδα 41

42 4.3.3 Μέθοδος 2 Διαδικασία διερευνητικών δοκιμών Σε μια διερευνητική δοκιμή η οποία εκτελείται σύμφωνα με τη μέθοδο 2, επιβάλλεται αυξητικά στην αγκύρωση αξονικό φορτίο σε τουλάχιστον εφτά κύκλους ως το φορτίο επιβεβαίωσης P p, προκειμένου να ελεγχθεί η αντίσταση της διεπιφάνειας εδάφους ενέματος, είτε η ποιότητα και η ασφάλεια του σχεδιασμού της αγκύρωσης στις συγκεκριμένες εδαφικές συνθήκες. Σε κάθε κύκλο κατά την επιβολή του μέγιστου φορτίου, η μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης ως προς την κατασκευή διατηρείται σταθερή. Η δοκιμή περιλαμβάνει μέτρηση της απώλειας φορτίου, μετά το κλείδωμα του γρύλου, κατά τη διάρκεια συγκεκριμένου χρονικού διαστήματος. Προετοιμασία εκτέλεσης δοκιμής Διερευνητικές δοκιμές εκτελούνται σε μη λειτουργικές αγκυρώσεις. Πρέπει να τονιστεί ότι σε θέματα που αφορούν την προετοιμασία για την εκτέλεση των δοκιμών, την κατασκευή των μη λειτουργικών αγκυρώσεων, τον έλεγχο μηχανημάτων και την ασφάλεια, ισχύουν όσα ακριβώς αναφέρθηκαν για την μέθοδο 1. Φορτίο επιβεβαίωσης δοκιμής Το φορτίο επιβεβαίωσης P p (proof load) θα καθορίζεται πριν την έναρξη των δοκιμών σύμφωνα με τις απαιτήσεις του EN 1537 : 1999, και συγκεκριμένα πρέπει να ισούται με την χαμηλότερη τιμή από 0,80 P tk και 0,95 P t0.1k. Στοιχειώδες φορτίο δοκιμής Το στοιχειώδες φορτίο P a (datum load) που θα επιβάλλεται αρχικά, αποσκοπεί στο να ελαχιστοποιήσει τις μετακινήσεις της αγκύρωσης πριν αρχίσει η δοκιμή. Το στοιχειώδες φορτίο θα ισούται με τη μικρότερη τιμή μεταξύ των 50 KN και του 10% του φορτίου επιβεβαίωσης P p. Σελίδα 42

43 Διαδικασία φόρτισης Η διαδικασία φόρτισης που περιγράφεται στο σχήμα 4-8 και στον πίνακα 4-6, πρέπει να ακολουθείται επακριβώς για την εκτέλεση των δοκιμών διερεύνησης. Όταν κρίνεται αναγκαίο, ο τελευταίος κύκλος φόρτισης πρέπει να επαναλαμβάνεται γιατί έτσι πραγματοποιείται ένας έλεγχος των μετακινήσεων που αναπτύσσονται κατά την επιβολή του φορτίου. Όταν οι εδαφικές συνθήκες είναι γνωστές από προηγούμενη εμπειρία, επιτρέπεται η αγκύρωση να φορτιστεί ως το 70% P p κατά των πρώτο κύκλο με διαδοχικές αυξήσεις του φορτίου κατά 15% P p ( % P p ). Τα βήματα φόρτισης για τον δεύτερο και τον τρίτο κύκλο μπορούν να ρυθμιστούν στο , , ,5 44% P p. Κατά την επιβολή του φορτίου επιβεβαίωσης P p, μετά από 5000 λεπτά παρακολούθησης (τρεις ημέρες), εάν η συνολική απώλεια φορτίου συμπεριλαμβανόμενων των επιρροών της θερμοκρασίας, των μετακινήσεων και της χαλάρωσης του τένοντα, υπερβαίνει την επιτρεπόμενη τιμή ή αν δεν έχει σταθεροποιηθεί, η δοκιμή πρέπει να επιμηκυνθεί κατά διάστημα παρακολούθησης από 7 ως 30 ημέρες ή ώσπου να σταθεροποιηθούν οι απώλειες. K l Προκειμένου να καθοριστεί η οριακή αντίσταση εξόλκευσης της αγκύρωσης, όταν υπάρχει η δυνατότητα ο κύκλος φόρτισης πρέπει να συνεχίζεται περάν του P p, ως το οριακό φορτίο εξόλκευσης P u. Το φορτίο δεν πρέπει να επιβάλλεται ή να αφαιρείται με ρυθμό ταχύτερο από 10 ΚΝ ανά δευτερόλεπτο. Σελίδα 43

44 Σχήμα 4-8 : Η διαδικασία φόρτισης για τις διερευνητικές δοκιμές με τη μέθοδο 2 Πίνακας 4-6 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις διερευνητικές δοκιμές με τη μέθοδο 2 Συνίσταται τα αποτελέσματα της καμπύλης του φορτίου μετατοπίσεων να τυπώνονται κατά την διεξαγωγή της δοκιμής. Με αυτόν τον τρόπο είναι δυνατόν να παρατηρηθούν trends, η να διαπιστωθεί η διαρροή του χάλυβα λίγο πριν αστοχήσει. Σελίδα 44

45 Μετρήσεις και έλεγχοι Εάν είναι αναγκαίο μόλις επιβληθεί το στοιχειώδες φορτίο P a, πρέπει να καταγράφεται η αρχική μετακίνηση s o Κατά την διάρκεια της φόρτισης, στο μέγιστο φορτίο του κάθε κύκλου φόρτισης, μόλις κλειδωθεί ο γρύλος, η τιμή της απώλειας φορτίου K l στην κεφαλή του αγκύρωσης, πρέπει να καταγράφεται τουλάχιστον κατά τις επόμενες χρονικές στιγμές : (1 ημέρα) 5000 (3 ημέρες) (10 ημέρες). Όταν κρίνεται απαραίτητο πρέπει να καταγράφονται και οι μετακινήσεις του συστήματος αντίδρασης τουλάχιστον στο τέλος κάθε βήματος φόρτισης. Η εξέλιξη του φορτίου σε σχέση με τον χρόνο πρέπει να απεικονίζεται πριν το φορτίο ξεπεράσει το 70 % P p. Κατά την επιβολή του μέγιστου φορτίου πρέπει να ελέγχεται η τιμή των απωλειών φορτίου K l σύμφωνα με τον πίνακα 4-7. Πίνακας 4-7 : Επιτρεπόμενες συνολικές απώλειες φορτίου K l Εάν η συνολική απώλεια φορτίου, αφού έχει κλειδώσει ο γρύλος, μετά από 7 χρονικές περιόδους (3 ημέρες) (time period number) δεν υπερβαίνει τα επιτρεπόμενα όρια και δεν παρουσιάζει αυξήσεις, τότε η δοκιμή μπορεί να τερματιστεί και ο κύκλος φόρτισης να συνεχιστεί ως το μέγιστο φορτίο P p ή ως το Σελίδα 45

46 φορτίο αστοχίας. Εάν όμως υπερβαίνει τα επιτρεπόμενα όρια ή δεν έχει σταθεροποιηθεί τότε ο χρόνος παρακολούθησης επιμηκύνεται στην όγδοη περίοδο (time period) ή και περισσότερο ώσπου να σταθεροποιηθούν οι απώλειες. Εάν δεν επέλθει σταθεροποίηση, τότε το επιβαλλόμενο φορτίο είναι αρκετά υψηλό για την κατάσταση λειτουργικότητας. Η δοκιμή μπορεί να συνεχιστεί για να καθοριστεί το φορτίο αστοχίας. Σε κάθε στάδιο πρέπει να ελέγχονται οι συσκευές και η εγκατάσταση για να εξασφαλίζεται η ακρίβεια και η σταθερότητα τους. Αποτελέσματα δοκιμής Με την ολοκλήρωση των διερευνητικών δοκιμών και των δεδομένων που έχουν συλλεχθεί απεικονίζονται οι εξής σχέσεις : Απώλεια φορτίου συναρτήσει του χρόνου για το μέγιστο φορτίο του κάθε κύκλου μετά το κλείδωμα του γρύλου. Απωλειών φορτίου K l συναρτήσει του φορτίου Με βάση τα αποτελέσματα της φόρτισης πρέπει τουλάχιστον να καθοριστούν οι παρακάτω παράμετροι : Η προκύπτουσα αντίσταση εξόλκευσης της αγκύρωσης R a Υπολογισμός της αντίστασης εξόλκευσης της αγκύρωσης R a Η αντίσταση εξόλκευσης της αγκύρωσης R a μπορεί να υπολογιστεί με τη σχέση : R a = P u Όπου P u είναι το οριακό φορτίο της αγκύρωσης το όποιο όπως φαίνεται στο σχήμα 4-9 αντιστοιχεί στην κατακόρυφη ασύμπτωτη της καμπύλης των συνολικών απωλειών K l για δυο χρονικές περιόδους, συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου. Εάν η ασύμπτωτη δεν μπορεί να καθοριστεί, τότε σαν οριακό φορτίο P u θα ορίζεται το φορτίο που αντιστοιχεί σε απώλειες K l ίσες με 5 % για δυο χρονικές περιόδους παρακολούθησης όπως διακρίνεται στο σχήμα Σελίδα 46

47 Σχήμα 4-9 : Η ασύμπτωτη της καμπύλης των απωλειών K l συναρτήσει του φορτίου Σχήμα 4-10 : Το φορτίο P u που αντιστοιχεί σε απώλειες φορτίου K l ίσες με 5 % Διαδικασία δοκιμών καταλληλότητας Στις δοκιμές καταλληλότητας σύμφωνα με τη μέθοδο 2, επιβάλλεται αυξητικά αξονικό φορτίο ως την τιμή του φορτίου επιβεβαίωσης P p, σε τουλάχιστον τρείς κύκλους, για να επαληθευτεί ότι ο σχεδιασμός της αγκύρωσης είναι επαρκής για τις συγκεκριμένες εδαφικές συνθήκες. Στο μέγιστο φορτίο του κάθε κύκλου οι σχετικές Σελίδα 47

48 μετακινήσεις της κεφαλής της αγκύρωσης ως προς την κατασκευή πρέπει να διατηρούνται σταθερές. Η δοκιμή περιλαμβάνει μέτρηση των απωλειών του φορτίου μετά τη σφήνωση, για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα. Οι δοκιμές καταλληλότητας μπορεί να πραγματοποιηθούν και σε λειτουργικές αγκυρώσεις. Φορτίο επιβεβαίωσης δοκιμής Το φορτίο επιβεβαίωσης P p καθορίζεται πριν τη δοκιμή και πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 1,25 P o και 1,5 R d αλλά μικρότερο από 0,95 P t0.1k. Στοιχειώδες φορτίο δοκιμής Το στοιχειώδες φορτίο P a (datum load) που θα επιβάλλεται αρχικά, αποσκοπεί στο να ελαχιστοποιήσει τις μετακινήσεις της αγκύρωσης πριν αρχίσει η δοκιμή. Το στοιχειώδες φορτίο θα ισούται με τη μικρότερη τιμή μεταξύ των 50 KN και του 10% του φορτίου επιβεβαίωσης P p. Διαδικασία φόρτισης Για τη διεξαγωγή της δοκιμής καταλληλότητας πρέπει να ακολουθείται η διαδικασία φόρτισης που περιγράφεται στο σχήμα 4-11 και στον πίνακα 4-8. Εάν το φορτίο επιβεβαίωσης μειωθεί κατά 5 % στη διάρκεια των 15 λεπτών, αφότου έχει τελειώσει η επιρροή των θερμοκρασιακών μεταβολών και των μετακινήσεων της αγκύρωσης, τότε η αγκύρωση θα πρέπει να υποβληθεί σε δυο επιπλέον κύκλους φόρτισης και να καταγραφεί η συμπεριφορά της. Εάν σε κάθε νέο κύκλο υπάρξει υπέρβαση του κριτηρίου του 5%, τότε το φορτίο επιβεβαίωσης πρέπει να μειωθεί ώστε να ικανοποιείται ο παραπάνω περιορισμός. Εναλλακτικά κατά τη διάρκεια των 15 λεπτών μπορεί να διατηρείται σταθερό το φορτίο και να ελεγχθεί αν οι μετακινήσεις λόγω ερπυσμού είναι μεγαλύτερες από το 5 % Δ e, όπου Δ e είναι η επιμήκυνση του τένοντα για επιβολή φορτίου προέντασης ίσο με το 1 % του αρχικού υπολειμματικού φορτίου. Εάν οι μετακινήσεις είναι μεγαλύτερες τότε ακολουθείται η ιδία διαδικασία με επιπλέον κύκλους φόρτισης. Σελίδα 48

49 Με τη συμπλήρωση του τρίτου κύκλου φόρτισης, το φορτίο πρέπει να αυξηθεί στο 73 % P p για τις μόνιμες αγκυρώσεις και 88 % P p για τις προσωρινές και να γίνει σφήνωση του γρύλου. Αμέσως μετά την σφήνωση πρέπει να ελεγχθεί ξανά το υπολειμματικό φορτίο. Αυτή η στιγμή είναι η χρονική στιγμή t o, για την παρακολούθηση των μετακινήσεων και του φορτίου συναρτήσει του χρόνου για διάστημα δέκα ημερών. Εάν το φορτίο αφότου έχει τελειώσει η επιρροή των θερμοκρασιακών μεταβολών, των μετακινήσεων της κατασκευής και της χαλάρωσης του τένοντα, δεν έχει σταθεροποιηθεί, η παρακολούθηση πρέπει να επιμηκυνθεί από 7 ως 30 ημέρες ή μέχρι να επέλθει σταθεροποίηση του φορτίου. Το φορτίο δεν πρέπει να επιβάλλεται ή να αφαιρείται με ρυθμό ταχύτερο από 10 ΚΝ ανά δευτερόλεπτο. Σχήμα 4-11 : Η διαδικασία φόρτισης για τις δοκιμές καταλληλότητας με τη μέθοδο 2 Σελίδα 49

50 Πίνακας 4-8 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις δοκιμές καταλληλότητας με τη μέθοδο 2 Στον πίνακα 4-8 τα επίπεδα φόρτισης καθορίζονται ως ποσοστά του φορτίου επιβεβαίωσης το οποίο ισούται με το φορτίο λειτουργίας επί 1,25 για τις προσωρινές αγκυρώσεις και αντίστοιχα 1,5 για τις μόνιμες. Μετρήσεις και έλεγχοι Κατά τη διεξαγωγή της δοκιμής καταλληλότητας μετά την εφαρμογή του στοιχειώδους φορτίου πρέπει να καταγράφεται η αρχική μετατόπιση s o. Κατά την επιβολή του μέγιστου φορτίου κάθε κύκλου, μετά την σφήνωση, η τιμή των απωλειών φορτίου K l πρέπει να καταγράφεται τουλάχιστον τις εξής χρονικές στιγμές ( σε λεπτά ), ( 1 ημέρα ) 5000 ( 3 ημέρες ) ( 10 ημέρες ) Όπου είναι αναγκαίο πρέπει να καταγράφονται και οι μετατοπίσεις του συστήματος αντίδρασης τουλάχιστον στο τέλος κάθε βήματος φόρτισης. Στο μέγιστο φορτίο του κάθε κύκλου πρέπει να ελέγχεται η τιμή των απωλειών φορτίου K l ( πίνακας 4-7 ). Εναλλακτικά ως προς την παραπάνω διαδικασία μετρήσεων, μπορούν να παρακολουθούνται οι μετατοπίσεις συναρτήσει του χρόνου κατά την επιβολή του τελικού φορτίου 73 % P p ( για μόνιμες αγκυρώσεις ) για χρονικό διάστημα δέκα ημερών. Εάν οι μετατοπίσεις συμπεριλαμβανομένων των επιρροών εξαιτίας θερμοκρασιακών μεταβολών, μετακινήσεων της κατασκευής και ερπυσμό του Σελίδα 50

51 τένοντα, δεν έχουν σταθεροποιηθεί, τότε το διάστημα παρακολούθησης μπορεί να επιμηκυνθεί από 7 ως 30 μέρες ή μέχρι που να σταθεροποιηθούν οι μετακινήσεις. Αποτελέσματα δοκιμής Με την ολοκλήρωση των δοκιμών καταλληλότητας και των δεδομένων που έχουν συλλεχθεί απεικονίζονται οι εξής σχέσεις : Απώλεια φορτίου συναρτήσει του χρόνου για το μέγιστο φορτίο του κάθε κύκλου μετά το κλείδωμα του γρύλου. Απωλειών φορτίου K l συναρτήσει του φορτίου Με βάση τα αποτελέσματα της φόρτισης πρέπει τουλάχιστον να καθοριστούν τα παρακάτω χαρακτηριστικά : Η τιμή των απωλειών φορτίου K l κατά την επιβολή του φορτίου επιβεβαίωσης μετά τη σφήνωση Η προκύπτουσα αντίσταση εξόλκευσης της αγκύρωσης R a Διαδικασία δοκιμών αποδοχής Σύμφωνα με τη μέθοδο 2 στις δοκιμές αποδοχής επιβάλλεται αυξητικά αξονικό φορτίο σε δύο κύκλους φόρτισης ως την τιμή του φορτίου επιβεβαίωσης P p, προκειμένου να επιβεβαιωθεί ότι η συγκεκριμένη αγκύρωση έχει κατασκευαστεί σύμφωνα με τις απαιτήσεις του σχεδιασμού της. Σε κάθε κύκλο κατά την επιβολή του μέγιστου φορτίου, η μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης ως προς την κατασκευή διατηρείται σταθερή. Η δοκιμή περιλαμβάνει μέτρηση της απώλειας φορτίου μετά το κλείδωμα του γρύλου, κατά τη διάρκεια συγκεκριμένου χρονικού διαστήματος. Σελίδα 51

52 Φορτίο επιβεβαίωσης δοκιμής Το μέγιστο επιβαλλόμενο φορτίο P p (proof load) θα καθορίζεται πριν την έναρξη των δοκιμών σύμφωνα με τις απαιτήσεις του ΕΝ 1537 : 1999, και θα πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 1,25 P o αλλά μικρότερο από 0,90 P t0.1k. Στοιχειώδες φορτίο δοκιμής Το στοιχειώδες φορτίο P a (datum load) που θα επιβάλλεται αρχικά, αποσκοπεί στο να ελαχιστοποιήσει τις μετακινήσεις της αγκύρωσης πριν αρχίσει η δοκιμή. Διαδικασία φόρτισης Η διαδικασία φόρτισης πού πρέπει να ακολουθείται κατά την διεξαγωγή των δοκιμών αποδοχής με τη μέθοδο 2, περιγράφεται στο σχήμα 4-12 και στον πίνακα 4-9. Με την ολοκλήρωση του δεύτερου κύκλου φόρτισης το φορτίο πρέπει να αυξάνεται ως την τιμή του 73 % P p για τις μόνιμες αγκυρώσεις και 88 % P p για τις προσωρινές και κατόπιν να σφηνώνεται. Αμέσως μετά την σφήνωση πρέπει να ελεγχθεί ξανά το υπολειμματικό φορτίο. Αυτή η στιγμή είναι η χρονική στιγμή t o για την παρακολούθηση των μετακινήσεων και του φορτίου συναρτήσει του χρόνου για διάστημα δέκα ημερών. Εάν το ποσοστό των απωλειών φορτίου αφότου έχει τελειώσει η επιρροή των θερμοκρασιακών μεταβολών, των μετακινήσεων της κατασκευής και της χαλάρωσης του τένοντα, υπερβαίνει το 1 % τότε η δοκιμή μπορεί να επιμηκυνθεί και να γίνονται καταγραφές για χρονικό διάστημα παρακολούθησης ως 10 ημέρες. Το φορτίο δεν πρέπει να επιβάλλεται ή να αφαιρείται με ρυθμό ταχύτερο από 10 ΚΝ ανά δευτερόλεπτο. Σελίδα 52

53 Για προεντεταμένες αγκυρώσεις, στις οποίες υπάρχει σημαντική τριβή στο ελεύθερο μήκος του τένοντα, μπορεί να πραγματοποιηθεί ένας μερικός κύκλος φόρτισης προκείμενου να προσδιοριστεί η επιρροή της τριβής ώστε να καθοριστεί με μεγαλύτερη ακρίβεια το φαινομενικό ελεύθερο μήκος του τένοντα. Σχήμα 4-12 : Η διαδικασία φόρτισης για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο 2 Πίνακας 4-9 Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο 2 Στον πίνακα 4-9 τα επίπεδα φόρτισης καθορίζονται ως ποσοστά του φορτίου επιβεβαίωσης το οποίο ισούται με το φορτίο λειτουργίας επί 1,25 για τις προσωρινές αγκυρώσεις και αντίστοιχα 1,5 για τις μόνιμες. Σελίδα 53

54 Μετρήσεις και έλεγχοι Κατά τη διεξαγωγή της δοκιμής αποδοχής μετά την εφαρμογή του στοιχειώδους φορτίου P a πρέπει να καταγράφεται η αρχική μετατόπιση s o. Κατά την επιβολή του μέγιστου φορτίου κάθε κύκλου, μετά την σφήνωση, η τιμή των απωλειών φορτίου K l στην κεφαλή της αγκύρωσης, πρέπει να καταγράφεται τουλάχιστον τις εξής χρονικές στιγμές ( σε λεπτά ), ( 1 ημέρα ). Όπου είναι αναγκαίο πρέπει να καταγράφονται και οι μετατοπίσεις του συστήματος αντίδρασης τουλάχιστον στο τέλος κάθε βήματος φόρτισης. Στο μέγιστο φορτίο του κάθε κύκλου πρέπει να ελέγχεται η τιμή των απωλειών φορτίου K l ( πίνακας 4-7 ). Σε κάθε βήμα φόρτισης πρέπει να ελέγχονται οι συσκευές και η εγκατάσταση για να διασφαλίζεται η αξιοπιστία τους και η σταθερότητα τους. Αποτελέσματα δοκιμής Με την ολοκλήρωση των δοκιμών αποδοχής και των δεδομένων που έχουν συλλεχθεί απεικονίζονται οι εξής σχέσεις : Απώλεια φορτίου συναρτήσει του χρόνου για το μέγιστο φορτίο του κάθε κύκλου μετά το κλείδωμα του γρύλου. Απωλειών φορτίου K l συναρτήσει του φορτίου Με βάση τα αποτελέσματα της φόρτισης πρέπει τουλάχιστον να καθοριστούν τα παρακάτω χαρακτηριστικά : Η τιμή των απωλειών φορτίου K l κατά την επιβολή του φορτίου επιβεβαίωσης μετά τη σφήνωση Επίσης πρέπει να υπολογιστεί το φαινομενικό ελεύθερο μήκος του τένοντα L app. Σελίδα 54

55 4.3.4 Μέθοδος 3 Διαδικασία διερευνητικών δοκιμών Σύμφωνα με τη μέθοδο 3 κατά την διεξαγωγή των διερευνητικών δοκιμών επιβάλλεται αξονικό φορτίο ανά βήματα σε μια αγκύρωση ως την τιμή του φορτίου επιβεβαίωσης P p, το οποίο είναι σχεδιασμένο να προκαλεί αστοχία στη διεπιφάνεια του ενέματος με το έδαφος. Κάθε επιβαλλόμενο φορτίο διατηρείται σταθερό για συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα. Η δοκιμή περιλαμβάνει μέτρηση των μετατοπίσεων της κεφαλής του τένοντα συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου και του χρόνου. Προετοιμασία εκτέλεσης της δοκιμής Διερευνητικές δοκιμές εκτελούνται σε μη λειτουργικές αγκυρώσεις. Πρέπει να τονιστεί ότι σε θέματα που αφορούν την προετοιμασία για την εκτέλεση των δοκιμών, την κατασκευή των μη λειτουργικών αγκυρώσεων, τον έλεγχο μηχανημάτων και την ασφάλεια, ισχύουν όσα ακριβώς αναφέρθηκαν για την μέθοδο 1. Φορτίο επιβεβαίωσης δοκιμής Το φορτίο επιβεβαίωσης P p (proof load) θα καθορίζεται πριν την έναρξη των δοκιμών σύμφωνα με τις απαιτήσεις του EN 1537 : 1999, και συγκεκριμένα πρέπει να ισούται με την χαμηλότερη τιμή από 0,80 P tk και 0,90 P t0.1k. Στοιχειώδες φορτίο δοκιμής Το στοιχειώδες φορτίο P a (datum load) που θα επιβάλλεται αρχικά, αποσκοπεί στο να ελαχιστοποιήσει τις μετακινήσεις της αγκύρωσης πριν αρχίσει η δοκιμή. Το στοιχειώδες φορτίο θα ισούται με τη μικρότερη τιμή μεταξύ των 50 KN και του 10% του φορτίου επιβεβαίωσης P p. Σελίδα 55

56 Διαδικασία φόρτισης Η διαδικασία φόρτισης πού πρέπει να ακολουθείται κατά την διεξαγωγή των διερευνητικών δοκιμών με τη μέθοδο 3, περιγράφεται στο σχήμα 4-13 και στον πίνακα Το φορτίο δεν πρέπει να επιβάλλεται ή να αφαιρείται με ρυθμό ταχύτερο από 10 ΚΝ ανά δευτερόλεπτο. Κάθε βήμα φόρτισης θα διαρκεί κανονικά 60 λεπτά. Εάν η τιμή του λόγου του ερπυσμού α 3 είναι μικρότερη από 1 mm τότε το βήμα φόρτισης μπορεί να διακόπτεται μετά από 30 λεπτά. Το βήμα φόρτισης πρέπει να σταματά όταν η τιμή του λόγου του ερπυσμού α 3 φτάνει τα 5 mm. Η τελική αποφόρτιση θα γίνεται με βήματα όπου η μείωση θα είναι 0,2 P p. Σε κάθε βήμα το φορτίο θα διατηρείται σταθερό για όσο χρόνο απαιτείται προκειμένου να καταγραφούν όλες οι τιμές. Είναι χρήσιμο να γνωρίζουμε τη συνολική τριβή στην αγκύρωση για να μπορεί να καθοριστεί το φορτίο που ασκείται στην αρχή του μήκους του ενέματος, για αυτόν τον σκοπό θα προστίθεται ένας κύκλος φόρτισης, που θα ξεκινά από το 70 % P p θα υπάρχει αποφόρτιση ως το 10 % P p και στη συνέχεια φόρτιση ως το 70 % P p, με βήματα φόρτισης και αποφόρτισης ίσα με 10 % P p. Σχήμα 4-13 : Η διαδικασία φόρτισης για τις διερευνητικές δοκιμές με τη μέθοδο 3 Σελίδα 56

57 Πίνακας 4-10 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις διερευνητικές δοκιμές με τη μέθοδο 3 Μετρήσεις και έλεγχοι Πριν την έναρξη της δοκιμής πρέπει να είναι επιβεβαιωμένο ότι εξωτερικές πηγές δεν θα εισαγάγουν σφάλματα στις μετρήσεις. Επίσης πρέπει να ελέγχεται η σωστή και ακριβής λειτουργία του εξοπλισμού. Εάν είναι αναγκαίο πρέπει να καταγράφονται οι αρχικές μετακινήσεις s o κατά την επιβολή του στοιχειώδους φορτίου P a. Σε κάθε βήμα φόρτισης, η μέτρηση της ώρας ξεκινάει με το που επιτευχθεί το επιθυμητό φορτίο. Κατά την διάρκεια της φόρτισης σε κάθε βήμα, το φορτίο και οι μετατοπίσεις της κεφαλής της αγκύρωσης πρέπει να καταγράφονται τις εξής χρονικές στιγμές ( σε λεπτά ) : Κατά τη διαδικασία της αποφόρτισης, το φορτίο και οι μετατοπίσεις της κεφαλής πρέπει να καταγράφονται τουλάχιστον στο τέλος κάθε βήματος και πέντε λεπτά μετά τη συνολική αποφόρτιση. Σε κάθε βήμα φόρτισης πρέπει να ελέγχεται η τιμή του λόγου ερπυσμού α 3. Αποτελέσματα δοκιμής Με την ολοκλήρωση των διερευνητικών δοκιμών και των δεδομένων που έχουν συλλεχθεί απεικονίζονται οι εξής σχέσεις : Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου ή της εφαρμοζόμενης πίεσης του γρύλου στην αρχή και στο τέλος κάθε βήματος φόρτισης Σελίδα 57

58 Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης συναρτήσει του χρόνου για κάθε βήμα φόρτισης Ο λόγος του ερπυσμού α 3 συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου της ακύρωσης ή του φορτίου του ενέματος της αγκύρωσης. (το φορτίο του ενέματος της αγκύρωσης μπορεί να υπολογιστεί λαμβάνοντας υπόψη τη συνολική τριβή που καθορίζεται από τον κύκλο στο 70 % του φορτίου επιβεβαίωσης P p ). Με βάση τα αποτελέσματα της φόρτισης πρέπει τουλάχιστον να καθοριστούν τα παρακάτω χαρακτηριστικά : Το κρίσιμο φορτίο ερπυσμού P c Η αντίσταση εξόλκευσης της αγκύρωσης R a Υπολογισμός του λόγου ερπυσμού α 3 Για τον υπολογισμό του λόγου ερπυσμού α 3 αρχικά υπολογίζονται οι μετακινήσεις από την επιβολή σταθερού φορτίου κατά τα δυο τελευταία χρονικά διαστήματα των χρόνων παρακολούθησης (σχήμα 4-14). Κατόπιν ο υπολογισμός γίνεται με τη σχέση: α = ( s 2 - s 1 ) / lg ( t 2 / t 1 ) όπου : s 1 είναι η μετατόπιση της κεφαλής τη χρονική στιγμή t 1 s 2 είναι η μετατόπιση της κεφαλής τη χρονική στιγμή t 2 t 1 είναι η χρονική στιγμή της επιβολής της αύξησης του φορτίου t 2 είναι η χρονική στιγμή του τερματισμού της περιόδου παρακολούθησης Σελίδα 58

59 Σχήμα 4-14 : Υπολογισμός του λόγου ερπυσμού α 3 Υπολογισμός του κρίσιμου φορτίου ερπυσμού P c Το κρίσιμο φορτίο ερπυσμού P c μια αγκύρωσης είναι εκείνο το φορτίο που ανταποκρίνεται στο τέλος του πρώτου γραμμικού κλάδου της καμπύλης του λόγου ερπυσμού α 3 συναρτήσει του φορτίου της αγκύρωσης. Επειδή κάποιες φορές είναι δύσκολο να οριστεί ακριβώς το P c, μια εναλλακτική μέθοδος είναι ο υπολογισμός του P c, το οποίο προκύπτει από την τομή του πρώτου γραμμικού κλάδου της καμπύλης και του κλάδου που ορίζουν τα τελευταία σημεία της καμπύλης του λόγου ερπυσμού α 3 συναρτήσει του φορτίου (σχήμα 4-15). Σε αυτή την περίπτωση το κρίσιμο φορτίο ερπυσμού P c υπολογίζεται ως εξής : P c = 0,9 P c Σχήμα 4-15 : Υπολογισμός του κρίσιμου φορτίου ερπυσμού P c Σελίδα 59

60 Υπολογισμός της αντίστασης εξόλκευσης της αγκύρωσης R a Η αντίσταση εξόλκευσης της αγκύρωσης R a μπορεί να υπολογιστεί ως εξής : R a = P u όπου P u είναι το οριακό φορτίο το οποίο ανταποκρίνεται στην κατακόρυφη ασύμπτωτη της καμπύλης του λόγου ερπυσμού α 3 συναρτήσει του φορτίου. Εάν η ασύμπτωτη δεν μπορεί να καθοριστεί, τότε θα θεωρείται σαν P u για τη μέθοδο 3 εκείνο το φορτίο κατά το οποίο ο λόγος ερπυσμού α 3 ισούται με 5 mm (σχήμα 4-16). Σχήμα 4-16 : Υπολογισμός του οριακού φορτίου P u Διαδικασία δοκιμών καταλληλότητας Σε μια δοκιμή καταλληλότητας σύμφωνα με τη μέθοδο 3, επιβάλλεται αξονικό φορτίο σε μια αγκύρωση κατά βήματα, ως το φορτίο επιβεβαίωσης P p, προκειμένου να επιβεβαιωθεί ότι ο σχεδιασμός της αγκύρωσης θα είναι επαρκής για τις συγκεκριμένες εδαφικές συνθήκες. Κάθε επιβαλλόμενο φορτίο διατηρείται σταθερό για συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα. Η δοκιμή περιλαμβάνει μέτρηση των μετατοπίσεων της κεφαλής του τένοντα συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου και του χρόνου. Δοκιμές καταλληλότητας μπορούν να εκτελούνται και σε λειτουργικές αγκυρώσεις. Σελίδα 60

61 Φορτίο επιβεβαίωσης δοκιμής Το φορτίο επιβεβαίωσης P p καθορίζεται πριν τη δοκιμή και πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 1,25 P o και 1,0 R d αλλά μικρότερο από 0,90 P t0.1k. Στοιχειώδες φορτίο δοκιμής Το στοιχειώδες φορτίο P a (datum load) που θα επιβάλλεται αρχικά, αποσκοπεί στο να ελαχιστοποιήσει τις μετακινήσεις της αγκύρωσης πριν αρχίσει η δοκιμή. Το στοιχειώδες φορτίο θα ισούται με τη μικρότερη τιμή μεταξύ των 50 KN και του 10% του φορτίου επιβεβαίωσης P p. Διαδικασία φόρτισης Η διαδικασία φόρτισης που πρέπει να ακολουθείται για την διεξαγωγή των δοκιμών καταλληλότητας με τη μέθοδο 3 περιγράφεται στο σχήμα 4-17 και στον πίνακα Το φορτίο δεν πρέπει να επιβάλλεται ή να αφαιρείται με ρυθμό ταχύτερο από 10 ΚΝ ανά δευτερόλεπτο. Κάθε βήμα φόρτισης μπορεί να σταματά μετά από 30 λεπτά αν η τιμή του λόγου ερπυσμού α 3 είναι μικρότερη από 1 mm. Επίσης κάθε βήμα φόρτισης πρέπει να διακόπτεται όταν ο λόγος ερπυσμού α 3 γίνει ίσος με 2 mm. Κατά την τελική αποφόρτιση, το φορτίο πρέπει να διατηρείται σταθερό τουλάχιστον στις τιμές 0,75 P p, 0,50 P p, 0.25 P p και 0,1 P p, για όσο χρονικό διάστημα χρειάζεται προκειμένου να καταγράφουν τα απαραίτητα μεγέθη σε κάθε βήμα. Είναι χρήσιμο να γνωρίζουμε τη συνολική τριβή στην αγκύρωση για να μπορεί να καθοριστεί το φορτίο που ασκείται στην αρχή του μήκους του ενέματος, για αυτόν τον σκοπό θα προστίθεται ένας κύκλος φόρτισης, που θα ξεκινά από το 70 % P p θα υπάρχει αποφόρτιση ως το 10 % P p και στη συνέχεια φόρτιση ως το 70 % P p, με βήματα φόρτισης και αποφόρτισης ίσα με 15 % P p ή και μικρότερα. Σελίδα 61

62 Σχήμα 4-17 : Η διαδικασία φόρτισης για τις δοκιμές καταλληλότητας με τη μέθοδο 3 Πίνακας 4-11 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις δοκιμές καταλληλότητας με τη μέθοδο 3 Μετρήσεις και έλεγχοι Πριν την έναρξη της δοκιμής πρέπει να είναι επιβεβαιωμένο ότι εξωτερικές πηγές δεν θα εισαγάγουν σφάλματα στις μετρήσεις. Επίσης πρέπει να ελέγχεται η σωστή λειτουργία και η ακρίβεια του εξοπλισμού. Εάν είναι αναγκαίο πρέπει να καταγράφονται οι αρχικές μετακινήσεις s o κατά την επιβολή του στοιχειώδους φορτίου P a. Σε κάθε βήμα φόρτισης, η αρχή της χρονικής διάρκειας πρέπει να ορίζεται άμεσα μόλις το φορτίο φτάσει στην επιθυμητή τιμή. Σελίδα 62

63 Κατά την διαδικασία της φόρτισης, σε κάθε βήμα, πρέπει να καταγράφονται το φορτίο και η μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης τουλάχιστον τις εξής διαδοχικές χρονικές στιγμές (σε λεπτά) : Κατά την διαδικασία της αποφόρτισης, το φορτίο και η μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης πρέπει να καταγράφονται τουλάχιστον στο τέλος κάθε βήματος και πέντε λεπτά μετά την συνολική αποφόρτιση. Επίσης όπου είναι αναγκαίο πρέπει να καταγράφεται και η μετατόπιση του συστήματος αντίδρασης, τουλάχιστον στο τέλος κάθε βήματος φόρτισης. Σε κάθε βήμα φόρτισης πρέπει να ελέγχεται η τιμή του λόγου ερπυσμού α 3, για τον σκοπό αυτό μετρούνται οι μετακινήσεις εξαιτίας του ερπυσμού στα δυο τελευταία χρονικά διαστήματα της περιόδου παρακολούθησης. Όπου δεν έχουν διενεργηθεί διερευνητικές δοκιμές ο λόγος του ερπυσμού α 3 δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,8 mm κατά την επιβολή του φορτίου επιβεβαίωσης P p. Όπου έχουν διενεργηθεί διερευνητικές δοκιμές ο λόγος του ερπυσμού α 3 δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 1 mm για μόνιμες αγκυρώσεις και 1,2 mm αντίστοιχα για προσωρινές, κατά την επιβολή του φορτίου επιβεβαίωσης P p. Σε κάθε βήμα φόρτισης πρέπει να ελέγχονται οι συσκευές τάνυσης, μέτρησης και παρακολούθησης, ώστε να εξασφαλίζεται η σταθερότητα και η ακρίβεια τους. Αποτελέσματα δοκιμής Με την ολοκλήρωση των δοκιμών καταλληλότητας και των δεδομένων που έχουν συλλεχθεί απεικονίζονται οι εξής σχέσεις : Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου ή της εφαρμοζόμενης πίεσης του γρύλου στην αρχή και στο τέλος του κάθε βήματος φόρτισης Σελίδα 63

64 Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης συναρτήσει του χρόνου για κάθε βήμα φόρτισης Ο λόγος του ερπυσμού α 3 συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου της ακύρωσης ή του φορτίου του ενέματος της αγκύρωσης. (το φορτίο του ενέματος της αγκύρωσης μπορεί να υπολογιστεί λαμβάνοντας υπόψη τη συνολική τριβή που καθορίζεται από τον κύκλο στο 70 % του φορτίου επιβεβαίωσης P p ). Με βάση τα αποτελέσματα της φόρτισης πρέπει τουλάχιστον να καθοριστούν τα παρακάτω χαρακτηριστικά : Η τιμή του λόγου ερπυσμού α 3 κατά την επιβολή του φορτίου επιβεβαίωσης P p Επίσης αν υπάρχει η δυνατότητα πρέπει να υπολογίζονται το κρίσιμο φορτίο ερπυσμού P c και η αντίσταση εξόλκευσης της αγκύρωσης R a. Διαδικασία δοκιμών αποδοχής Σύμφωνα με τη μέθοδο 3 κατά την διαδικασία των δοκιμών αποδοχής επιβάλλεται στην αγκύρωση αξονικό φορτίο κατά βήματα, ως το φορτίο επιβεβαίωσης P p, προκειμένου να επιβεβαιωθεί ότι έχει σχεδιαστεί σύμφωνα με τις σχεδιαστικές απαιτήσεις. Το φορτίο διατηρείται σταθερό σε κάθε τιμή για όσο χρόνο χρειάζεται ώστε να πραγματοποιηθεί η μέτρηση. Κατά την επιβολή του φορτίου επιβεβαίωσης P p, καταγράφεται για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα η μετατόπιση του τένοντα συναρτήσει του χρόνου. Οι δοκιμές αποδοχής είναι υποχρεωτικές για όλες τις ενεματούμενες αγκυρώσεις. Σελίδα 64

65 Φορτίο επιβεβαίωσης δοκιμής Το επιβαλλόμενο φορτίο επιβεβαίωσης P p (proof load) θα καθορίζεται πριν την έναρξη των δοκιμών σύμφωνα με τις απαιτήσεις του ΕΝ 1537 : 1999, και θα πρέπει να είναι μεγαλύτερο από 1,25 P o ή 1,00 R d. Στοιχειώδες φορτίο δοκιμής Το στοιχειώδες φορτίο P a (datum load) που θα επιβάλλεται αρχικά, αποσκοπεί στο να ελαχιστοποιήσει τις μετακινήσεις της αγκύρωσης πριν αρχίσει η δοκιμή. Διαδικασία φόρτισης Η διαδικασία φόρτισης που πρέπει να ακολουθείται για την διεξαγωγή των δοκιμών καταλληλότητας με τη μέθοδο 3 περιγράφεται στο σχήμα 4-18 και στους πίνακες 4-12 και Το φορτίο δεν πρέπει να επιβάλλεται ή να αφαιρείται με ρυθμό ταχύτερο από 10 ΚΝ ανά δευτερόλεπτο. Κατά την επιβολή του φορτίου επιβεβαίωσης P p λόγου ερπυσμού α 3. πρέπει να ελέγχεται η τιμή του Για προεντεταμένες αγκυρώσεις, μπορεί να πραγματοποιηθεί ένας πλήρης ή μερικός κύκλος φόρτισης, ώστε να καθοριστεί η καμπύλη της επιρροής της τριβής προκείμενου να υπολογιστεί το φαινομενικό ελεύθερο μήκος τένοντα L app υπάρχον φορτίο μετά τη σφήνωση, στην αρχή του μήκους του ενέματος. και το Μετά το τέλος της διαδικασίας φόρτισης πρέπει να γίνει η σφήνωση του τένοντα. Οι διαδικασίες που απαιτούνται για την σφήνωση διαφοροποιούνται εάν έχει γίνει επιπλέον κύκλος φόρτισης, περισσότερες λεπτομέρειες υπάρχουν στην παράγραφο Ε του ISO. Σελίδα 65

66 Σχήμα 4-18 : Η διαδικασία φόρτισης για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο 3 Στο σχήμα 4-18 διακρίνεται η φόρτιση με έναν ακόμη πλήρη ή μερικό κύκλο (1) και η φόρτιση χωρίς επιπλέον κύκλο (2). Πίνακας 4-12 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο 3 χωρίς επιπλέον κύκλο φόρτισης Πίνακας 4-13 : Στάδια φόρτισης και χρόνοι παρατήρησης για τις δοκιμές αποδοχής με τη μέθοδο 3 με επιπλέον κύκλο φόρτισης Σελίδα 66

67 Μετρήσεις και έλεγχοι Πριν την έναρξη της δοκιμής πρέπει να είναι επιβεβαιωμένο ότι εξωτερικές πηγές δεν θα εισαγάγουν σφάλματα στις μετρήσεις. Επίσης πρέπει να ελέγχεται η σωστή λειτουργία και η ακρίβεια του εξοπλισμού. Εάν είναι αναγκαίο πρέπει να καταγράφονται οι αρχικές μετακινήσεις s o κατά την επιβολή του στοιχειώδους φορτίου P a. Σε κάθε βήμα φόρτισης, η αρχή της χρονικής διάρκειας πρέπει να ορίζεται άμεσα μόλις το φορτίο φτάσει στην επιθυμητή τιμή. Κατά την διαδικασία της φόρτισης, σε κάθε βήμα, πρέπει να καταγράφονται το φορτίο ή η πίεση του γρύλου και η μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης τουλάχιστον τις εξής διαδοχικές χρονικές στιγμές (σε λεπτά) : Όταν η τιμή του λόγου ερπυσμού α 3 είναι μεγαλύτερη από τις επιτρεπόμενες τιμές, το φορτίο και η μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης πρέπει να μετρώνται σε μεγαλύτερο χρονικό διάστημα από αυτό που προαναφέρθηκε, για παράδειγμα διάρκειας μιας ώρας στις στιγμές των 25, 30, 45 και 60 λεπτών, προκειμένου να ελέγχεται ξανά η τιμή α 3 στο τέλος του χρόνου παρακολούθησης. Κατά την διαδικασία της αποφόρτισης, το φορτίο και η μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης πρέπει να καταγράφονται σε κάθε βήμα αποφόρτισης ως το στοιχειώδες φορτίο P a, πριν την πλήρη αποφόρτιση. Επίσης όπου είναι αναγκαίο πρέπει να καταγράφεται και η μετατόπιση του συστήματος αντίδρασης τουλάχιστον στο τέλος κάθε βήματος φόρτισης. Σε κάθε βήμα φόρτισης πρέπει να ελέγχεται η τιμή του λόγου ερπυσμού α 3, για τον σκοπό αυτό μετρούνται οι μετακινήσεις εξαιτίας του ερπυσμού στα δυο τελευταία χρονικά διαστήματα της περιόδου παρακολούθησης. Όπου δεν έχουν διενεργηθεί διερευνητικές δοκιμές ο λόγος του ερπυσμού α 3 δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 1,2 mm κατά την επιβολή του φορτίου επιβεβαίωσης P p. Σελίδα 67

68 Όπου έχουν διενεργηθεί διερευνητικές δοκιμές ο λόγος του ερπυσμού α 3 δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 1,5 mm για μόνιμες αγκυρώσεις και 1,8 mm αντίστοιχα για προσωρινές, κατά την επιβολή του φορτίου επιβεβαίωσης P p. Σε κάθε βήμα φόρτισης πρέπει να ελέγχονται οι συσκευές τάνυσης, μέτρησης και παρακολούθησης, ώστε να εξασφαλίζεται η σταθερότητα και η ακρίβεια τους. Αποτελέσματα δοκιμής Με την ολοκλήρωση των δοκιμών αποδοχής και των δεδομένων που έχουν συλλεχθεί απεικονίζονται οι εξής σχέσεις : Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου ή της εφαρμοζόμενης πίεσης του γρύλου Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης συναρτήσει του χρόνου κατά την επιβολή του φορτίου επιβεβαίωσης P a Με βάση τα αποτελέσματα της φόρτισης πρέπει τουλάχιστον να καθοριστούν τα παρακάτω χαρακτηριστικά : Μετατόπιση της κεφαλής της αγκύρωσης κατά την επιβολή του φορτίου επιβεβαίωσης P a Η τιμή του λόγου ερπυσμού α 3 κατά την επιβολή του φορτίου επιβεβαίωσης P p Επίσης πρέπει να υπολογιστεί το φαινομενικό ελεύθερο μήκος του τένοντα L app. Σελίδα 68

69 5 Αξιοποίηση των αποτελεσμάτων των δοκιμαστικών φορτίσεων βάσει του Ευρωκώδικα 7 Σύμφωνα με τους (Α.Αναγνωστόπουλο κ.α. 2009) κατά τον Ευρωκώδικα 7 ο σχεδιασμός των αγκυρώσεων κατά τη φάση της μελέτης, συνήθως γίνεται με υπολογισμούς, βάσει των αποτελεσμάτων των γεωτεχνικών ερευνών. Σε ορισμένες περιπτώσεις όμως κατά την εκπόνηση της μελέτης εκτελούνται διερευνητικές δοκιμές ( investigation tests ), προκειμένου να καθοριστεί η οριακή αντίσταση των αγκυρίων. Εφόσον ο σχεδιασμός των αγκυρώσεων γίνει μέσω δοκιμαστικών φορτίσεων, η εκτίμηση της χαρακτηριστικής τιμής της αντίστασης του αγκυρίου πρέπει να γίνει μέσω του συντελεστή συσχέτισης ( ξ a ). Η χαρακτηριστική τιμή της αντίστασης εξόλκευσης μπορεί να προσδιορίζεται είτε από τα αποτελέσματα δοκιμαστικών φορτίσεων (συνήθως από δοκιμές καταλληλότητας) ή από υπολογισμούς με βάση τα αποτελέσματα γεωτεχνικών ερευνών ή από συναφή εμπειρία. Στην περίπτωση που η χαρακτηριστική τιμή της αντίστασης εξόλκευσης της αγκύρωσης προσδιορίζεται από τα αποτελέσματα δοκιμαστικών φορτίσεων, θα πρέπει να γίνεται εφαρμογή του συντελεστή συσχέτισης ( ξ a ), σύμφωνα με τη μέθοδο που ακολουθεί. Έστω ότι έγιναν (n) δοκιμές καταλληλότητας (suitability tests) και μετρήθηκαν οι εξής τιμές οριακής αντίστασης εξόλκευσης : (R a,1 ), (R a,2 ),., (R a,n ). Η χαρακτηριστική τιμή της αντίστασης εξόλκευσης (R a;k ) υπολογίζεται από τη σχέση: R ak ; ( R ) ( R ), m mean, m min min{, } 1 2 n 1 Όπου : ( R, m) mean R, i είναι η μέση τιμή των αντιστάσεων εξόλκευσης που n i1 μετρήθηκαν και ( R, m) min min[ Ra,1, Ra,2,..., Ra, n] είναι η ελάχιστη τιμή των αντιστάσεων εξόλκευσης που μετρήθηκαν. Οι τιμές των συντελεστών συσχέτισης Σελίδα 69

70 ( ξ a1 και ξ a2 ) εξαρτώνται από τον αριθμό των δοκιμών που πραγματοποιήθηκαν και λαμβάνονται από τον πίνακα 5-1 ο όποιος λήφθηκε από το εθνικό προσάρτημα του Ευρωκώδικα 7. Πίνακας 5-1 : Οι τιμές των συντελεστών συσχέτισης ξ a1 και ξ a2 Ακολουθεί ένα παράδειγμα με σκοπό την εφαρμογή των παραπάνω διατάξεων. Έστω ότι έγιναν τρεις διερευνητικές δοκιμές και προέκυψαν οι εξής τιμές αντιστάσεων εξόλκευσης της αγκύρωσης : R a,1 = 650 KN, R a,2 = 670 ΚΝ και R a,3 = 750 ΚΝ Η μέση τιμή των τριών δοκιμών είναι : (R a,m ) mean = 690 KN και η ελάχιστη τιμή είναι : (R a,m ) min = 650 KN Αν πραγματοποιηθούν τρείς δοκιμές, οι συντελεστές συσχέτισης από τον πίνακα 14 παίρνουν τις τιμές ξ a1 = 1,10 και ξ a2 = 1,00 όποτε βάση των διερευνητικών δοκιμών η χαρακτηριστική τιμή της αντίστασης εξόλκευσης της αγκύρωσης θα είναι : R ak ; ( R ) ( R ) , m mean, m min min{, } min{, } KN Επομένως R a;k = 627 KN Η τιμή σχεδιασμού της αντίστασης εξόλκευσης της αγκύρωσης R a;d από τη σχέση : R a;d = R a;k / γ a = 627 / 1.10 = 570 ΚΝ υπολογίζεται Οι τιμές του επιμέρους συντελεστή γ a ορίζονται στον πίνακα Α.12 του παραρτήματος Α του ΕΝ Για τον τρόπο ανάλυσης DA-2*, εφαρμόζεται η στήλη R2, επομένως : γ a = 1,10. Σελίδα 70

71 Πρέπει να τονιστεί ότι στον Ευρωκώδικα 7 δεν γίνεται καθοδήγηση για τον σχεδιασμό των αγκυρώσεων μέσω υπολογισμών, οπότε εξαιτίας της απουσίας καθοδήγησης συστήνεται ο σχεδιασμός να βασίζεται στην εκτέλεση δοκιμαστικών φορτίσεων. Σελίδα 71

72 6 Παρουσίαση δοκιμαστικών φορτίσεων για την αποδοχή αγκυρώσεων διαφραγματικού τοίχου Στην ενότητα αυτή θα παρουσιαστούν οι δοκιμαστικές φορτίσεις αποδοχής που εκτελέστηκαν από την ΓΕΩΜΕΚ Α.Κ.Τ.Ε., στις αγκυρώσεις οι οποίες αντιστηρίζουν τους πάσσαλους ενός διαφράγματος (εικόνα 6-1). Πραγματοποιήθηκαν 12 δοκιμές αποδοχής (acceptance tests), στην πρώτη σειρά των αγκυρίων των πασσάλων Π1 έως Π137. Οι δοκιμές έγιναν βάση του προτύπου EN 1537:1999 (Execution of special geotechnical work - Ground Anchors) και του Γερμανικού κανονισμού DIN 4125 (Ground anchorages - Design, construction and testing). Οι δοκιμές έφτασαν σε οριακό φορτίο ίσο με 1.15 P o (P o το φορτίο τάνυσης στο γρύλλο των αγκυρώσεων) στα αγκύρια που κατασκευάστηκαν με δυο τένοντες και 1.25 P o στα αγκύρια που κατασκευάστηκαν με τρεις ή τέσσερις τένοντες. Τα χαρακτηριστικά των αγκυρίων που δοκιμαστήκαν φαίνονται στον πίνακα 6-1. Πίνακας 6-1 : Τα στοιχεία των δοκιμαζόμενων αγκυρίων Σελίδα 72

73 Εικόνα 6-1 : Η πρώτη σειρά των δοκιμαζόμενων αγκυρίων (ΓΕΩΜΕΚ Α.Κ.Τ.Ε.) Εικόνα 6-2 : Η διαδικασία της δοκιμαστικής φόρτισης των αγκυρίων (ΓΕΩΜΕΚ Α.Κ.Τ.Ε.) Σελίδα 73

74 Οι δοκιμές εκτελέστηκαν με κυκλική φόρτιση πέντε ή έξι βημάτων σύμφωνα με τους κανονισμούς, μέχρι την επίτευξη του ζητούμενου φορτίου. Το πρώτο βήμα 0.20 P o ήταν η προφόρτιση του αγκυρίου και παρέμεινε σταθερό για 15 λεπτά όπως και τα επόμενα στάδια της φόρτισης. Στη συνέχεια θα παρουσιαστεί το πρόγραμμα φόρτισης του αγκυρίου της πρώτης σειράς του πάσσαλου Π58, καθώς και οι προκύπτουσες μετατοπίσεις του όπως και τα απαιτούμενα από τους κανονισμούς διαγράμματα. Τα τεχνικά χαρακτηριστικά του αγκυρίου Π58 αναγράφονται στον πίνακα 6-2. Αποτελείται από δυο τένοντες έχει όριο θραύσης 460 kn και φορτίο λειτουργίας 300 kn Πίνακας 6-2 : Τα τεχνικά χαρακτηριστικά του δοκιμαζόμενου αγκυρίου Π58 Η δοκιμαστική φόρτιση περιελάμβανε φόρτιση και αποφόρτιση έξι βημάτων με χρόνο παρατήρησης σε κάθε βήμα τα 15 λεπτά, όπως ορίζεται στον κανονισμό DIN Τα βήματα φόρτισης ήταν : 020 F w, 0.40 F w, 0.60 F w, 0.80 F w, 1.00 F w, 1.10 F w και 1.15 F w όπου F w το φορτίο λειτουργίας που είναι 300 kn. Στον πίνακα 6-3 αναγράφονται τα παραπάνω στάδια φόρτισης καθώς και οι προκύπτουσες μετακινήσεις σε κάθε στάδιο. Σελίδα 74

75 Πίνακας 6-3 : Η διαδικασία φόρτισης και οι καταγραφόμενες μετακινήσεις Βάση των παραπάνω αποτελεσμάτων της διαδικασίας φόρτισης κατασκευάζονται τα απαιτούμενα από τους κανονισμούς διαγράμματα. Σύμφωνα με τον κανονισμό DIN 4125 (άρθρο 12), η γραμμή της ελαστικής παραμόρφωσης πρέπει να βρίσκεται μεταξύ των γραμμών Δl(L ε +0,5*L π ) και της (R,S,0.8*L ε ), ο περιορισμός αυτός ικανοποιείται και για τα 12 αγκύρια. Στον πίνακα 6-4 και στο σχήμα 6-1 διακρίνονται τα αποτελέσματα των ελαστικών παραμορφώσεων και των οριακών γραμμών για το αγκύριο Π58. Πίνακας 6-4 : Οι τιμές της ελαστικής παραμόρφωσης και των οριακών γραμμών του αγκυρίου Π58 Σελίδα 75

76 Σχήμα 6-1 : Το διάγραμμα των ελαστικών μετατοπίσεων και των οριακών γραμμών συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου για το αγκύριο Π58 Από το παραπάνω διάγραμμα διαπιστώνεται ότι η ελαστική παραμόρφωση του αγκυρίου στο τελικό στάδιο 1.15P o είναι μικρότερη από 20mm κριτήριο αποδεκτό από τους κανονισμούς. Επίσης από τον πίνακα 6-5, διαπιστώνεται ότι ο λόγος ερπυσμού k s = (s 2 -s 1 )/log(t 2 /t 1 ) είναι μικρότερος από 0.50mm, k s <0.50mm, που είναι και το όριο των κανονισμών. Η ικανοποίηση του κριτήριου της μη υπέρβασης των επιτρεπόμενων τιμών των μετατοπίσεων λόγω ερπυσμού υπό σταθερό φορτίο σε κάθε στάδιο φόρτισης, είναι σημαντικό στοιχείο για την αποδοχή της δοκιμής. Σελίδα 76

77 Πίνακας 6-5 : Ο λόγος ερπυσμού ks κατά την επιβολή του μέγιστου φορτίου 1.15P o Ακολουθούν το διάγραμμα των μετακινήσεων συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου (σχήμα 6-2) και το διάγραμμα του ερπυσμού συναρτήσει του φορτίου (σχήμα 6-3) Σχήμα 6-2 : Το διάγραμμα των μετακινήσεων συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Σελίδα 77

78 Σχήμα 6-3 : Το διάγραμμα του ερπυσμού συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Όπως φαίνεται από τα αντίστοιχα διαγράμματα η ολίσθηση του αγκυρίου μετά την επιβολή του πρώτου φορτίου και μέχρι την ολοκλήρωση της δοκιμής παρουσίασε αύξηση απολύτως αποδεκτή, που δικαιολογείται από την ελαστικότητα των τενόντων, καθώς μετά την ολοκλήρωση του κύκλου φόρτισης γινόταν επαναφορά του σε μηδενική δύναμη. Επομένως βάση της ερμηνείας και της αξιολόγησης των αποτελεσμάτων της δοκιμαστικής φόρτισης αποδοχής, συμφώνα με τους κανονισμούς, η συμπεριφορά του αγκυρίου κρίνεται ελαστική και η δοκιμή επιτυχής. Σελίδα 78

79 7 Πάσσαλοι 7.1 Εισαγωγή Οι πάσσαλοι είναι δομικά στοιχεία συνήθως κυκλικής διαμέτρου και μεγάλου μήκους, που χρησιμοποιούνται στις θεμελιώσεις μεγάλου βάθους, με σκοπό να μεταφέρουν τα φορτία της κατασκευής από τις στρώσεις που βρίσκονται σε άμεση επαφή με το δομικό έργο σε βαθύτερες εδαφικές στρώσεις. Η λειτουργία των θεμελιώσεων που κατασκευάζονται με αυτόν τον τρόπο (πασσαλοθεμελιώσεις) σε σχέση με τις επιφανειακές θεμελιώσεις διαφέρει ως προς τον τρόπο που μεταβιβάζονται τα φορτία στο έδαφος. Συγκεκριμένα στις πασσαλοθεμελιώσεις η μεταβίβαση του μεγαλύτερου μέρους του φορτίου γίνεται με την παράπλευρη επιφάνεια ενώ στις επιφανειακές θεμελιώσεις το φορτίο μεταβιβάζεται με τη βάση έδρασης. Οι θεμελιώσεις με πάσσαλους χρησιμοποιούνται από τα προϊστορικά χρόνια και η πρώιμη μορφή τους αποτελούταν από κορμούς δένδρων που οι άνθρωποι τους έμπηγαν σε μαλακά εδάφη παραλίμνιων περιοχών προκειμένου να κτίσουν πάνω τους κατοικίες. Πάνω σε ξύλινους πασσάλους έχουν κτιστεί και ολόκληρες πόλεις όπως η Βενετία τον 8 ο μ.χ. αιώνα και το Άμστερνταμ τον 10 ο μ.χ. αιώνα. Στην εποχή μας οι χρησιμοποιούμενοι πάσσαλοι αποτελούνται από σκυρόδεμα ή χάλυβα, η διάμετρός τους μπορεί να φτάσει ως τα 3m ενώ το μήκος τους ως τα 100m. Η δημιουργία νέων μεθόδων κατασκευής πασσάλων πέραν της κλασσικής μεθόδου της έμπηξης, έχει διευρύνει σημαντικά το πεδίο εφαρμογής τους. Οι θεμελιώσεις με πασσάλους χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις που οι επιφανειακές θεμελιώσεις κρίνονται ανεπαρκείς και πρέπει να εφαρμοστούν λύσεις θεμελιώσεων σε βάθος. Συγκεκριμένα : Όταν υπάρχουν ευαίσθητες και μικρής αντοχής εδαφικές στρώσεις μεγάλου πάχους των οποίων η βελτίωση ή η απομάκρυνση είναι δαπανηρή π.χ. στρώματα μαλακής αργίλου / ιλύος. Σελίδα 79

80 Όταν χρειάζεται να παραληφθούν σημαντικά οριζόντια φορτία που μπορεί να προέρχονται από ωθήσεις γαιών, θαλάσσια κύματα, προσκρούσεις πλοίων, σεισμούς και ανέμους. Σε κατασκευές που γίνονται σε υδάτινο περιβάλλον και τα ανθεκτικά εδάφη βρίσκονται σε μεγάλο βάθος. Όταν η θεμελίωση καλείται να παραλάβει εφελκυστικά φορτία που προέρχονται από δυνάμεις άνωσης ή από την ύπαρξη σημαντικών ροπών στη βάση της κατασκευής. Ύπαρξη εδαφικών στρώσεων με μεγάλες κλίσεις που μπορεί να οδηγήσουν σε άνισες καθιζήσεις. Στην περίπτωση ενίσχυσης θεμελιώσεων υφιστάμενων κατασκευών που παρουσιάζουν προβλήματα καθιζήσεων. Για την θεμελίωση διαφραγματικών τοίχων αντιστήριξης. Στις περιπτώσεις που υπάρχει κίνδυνος υποσκαφής επιφανειακών θεμελιώσεων. Προκειμένου να καθοριστεί ο αριθμός των απαιτούμενων πασσάλων, το μήκος τους, η διάμετρος τους, η ακαμψία τους, η διάταξη τους και ο τρόπος σύνδεσης τους με την ανωδομή, εξετάζεται η συμπεριφορά των πασσάλων σε αξονικά και πλευρικά φορτία κατά το στάδιο της μελέτης. Από την ανάλυση των αξονικών φορτίων υπολογίζονται το επιτρεπόμενο αξονικό φορτίο ( θλιπτικό ή εφελκυστικό ) καθώς και οι καθιζήσεις ενός μεμονωμένου πάσσαλου αλλά και της ομάδας των πασσάλων. Από την πλευρική ανάλυση υπολογίζονται η οριζόντια μετακίνηση της κεφαλής και τα φορτία διατομής όπως ροπές κάμψης και τέμνουσες κατά μήκος των πασσάλων, λαμβάνοντας υπόψη την αλληλεπίδραση μεταξύ των πασσάλων της ομάδας. Κύρια μορφή καταπόνησης των πασσάλων είναι η αξονική και κατά κύριο λόγο η θλιπτική ωστόσο υπάρχουν πάσσαλοι που υπόκεινται σε εφελκυσμό και σε κάμψη. Σε αυτό το σημείο κρίνεται σκόπιμο να τονιστεί ότι η εκτέλεση μιας μελέτης για θεμελίωση με πασσάλους, σε αντίθεση με τις επιφανειακές θεμελιώσεις, απαιτεί την διεξαγωγή μια πλήρους γεωτεχνικής έρευνας σε μεγάλο βάθος, μέσω της οποία θα καθοριστούν με ακρίβεια όλες οι εδαφικές παράμετροι. Σελίδα 80

81 7.2 Διάκριση των πασσάλων βάσει του τρόπου κατασκευής τους Βάση του τρόπου κατασκευής τους οι πάσσαλοι διακρίνονται σε 2 κατηγορίες : Πάσσαλοι εκτόπισης (Displacement piles) Πάσσαλοι χωρίς εκτόπιση (Replacement piles) Οι πάσσαλοι εκτόπισης χωρίζονται στις εξής δυο κατηγορίες: a) Τους «προκατασκευασμένους πάσσαλους έμπηξης», οι οποίοι τοποθετούνται στο έδαφος μέσω κρούσεων με την βοήθεια του κατάλληλου εξοπλισμού (σφύρας) που διακρίνεται στο σχήμα 7-1 και συνήθως κατασκευάζονται από χάλυβα και οπλισμένο σκυρόδεμα. Σε ελάχιστες περιπτώσεις για την κατασκευή τους χρησιμοποιείται προεντεταμένο σκυρόδεμα. Ο πλευρικός εκτοπισμός του εδάφους κατά την έμπηξη έχει σημαντική επίδραση στην φέρουσα ικανότητα των εμπηγνυόμενων πασσάλων. Στα μη συνεκτικά εδάφη ο εκτοπισμός του εδάφους σε συνδυασμό με την επίδραση των κραδασμών από τις κρούσεις, προκαλεί συμπύκνωση του εδάφους στην περιφέρεια του πασσάλου με αποτέλεσμα να αυξηθεί η φέρουσα ικανότητα του (Rubener and Stiegler, 1978). Αντίθετα στα συνεκτικά εδάφη που ο εκτοπισμός συμβαίνει προς τις περιοχές του εδάφους που παρατηρείται μειωμένη αντίσταση, υπάρχει ο κίνδυνος ανύψωσης του εδάφους, με την εμφάνιση φαινομένων στερεοποίησης που έχουν σαν συνέπεια τις ανεπιθύμητες αρνητικές πλευρικές τριβές. Οι πάσσαλοι από σκυρόδεμα είναι συνήθως τετραγωνικής διατομής με μήκος πλευράς από 0,25m ως 0,6m ή πολυγωνική με ανάλογες διαστάσεις (σχήμα 7-2). Κατασκευάζονται σε οριζόντια θέση και προβλέπεται οπλισμός ώστε πέρα των φορτίων της αναδομής να γίνεται και ανάληψη των καμπτικών ροπών που αναπτύσσονται κατά το στάδιο της μεταφοράς τους εξαιτίας του ιδίου βάρους τους. Τα τελευταία χρόνια η εφαρμογή τους έχει περιοριστεί από την χρήση των έγχυτων πασσάλων εκσκαφής οι οποίοι Σελίδα 81

82 μπορούν να κατασκευαστούν με μεγαλύτερες διαμέτρους και να παραλάβουν μεγαλύτερα φορτία. Οι πάσσαλοι από χάλυβα κατασκευάζονται από χαλυβδοσωλήνες διαμέτρων από 0,6 m ως 3 m και πάχους από 12,2 mm ως 75 mm. Εξαιτίας του υψηλού κόστους τους χρησιμοποιούνται κυρίως σε θαλάσσια και λιμενικά έργα. b) Τους πάσσαλους «έμπηξης επιτόπου σκυροδέτησης». Προκειμένου να κατασκευαστούν οι παραπάνω πάσσαλοι, αρχικά γίνεται έμπηξη ενός χαλύβδινου σωλήνα διαμέτρου 0,3 m ως 0,6 m με φραγμένη αιχμή και στη συνέχεια γίνεται η σκυροδέτηση του εσωτερικού κενού με οπλισμένο ή άοπλο σκυρόδεμα. Τις περισσότερες φορές ο σωλήνας που χρησιμοποιείται για τη διάνοιξη της οπής αφαιρείται μετά την έγχυση του σκυροδέματος, αλλά σε κάποιες περιπτώσεις παραμένει μέσα στο έδαφος σαν τμήμα του πασσάλου. Η απόφραξη της αιχμής του σωλήνα διάνοιξης της οπής, γίνεται με ένα χαλύβδινο κώνο, ο οποίος παραμένει μέσα στο έδαφος μετά την εξόλκευση του σωλήνα, είτε με μια ποσότητα σκυροδέματος (πάσσαλοι Franki). Υπάρχουν διάφορα συστήματα κατασκευής πασσάλων αυτού του τύπου μερικά εκ των οποίων είναι τα Franki, Delta, Vibrex και Alpha. Οι πάσσαλοι χωρίς εκτόπιση είναι αυτή που συνηθέστερα χρησιμοποιούνται στη χώρα μας. Ο κύριος τύπος αυτών των πασσάλων είναι οι φρεατοπάσσαλοι διαμέτρου από 0,8 m ως 2. 2m. Για την κατασκευή τους ανοίγεται με τη βοήθεια ειδικών γεωτρύπανων μια οπή στο έδαφος ίσης διαμέτρου με αυτή του πασσάλου. Στη συνέχεια τοποθετείται στο εσωτερικό της ο οπλισμός και ακολουθεί η σκυροδέτηση. Οι πάσσαλοι αυτού του τύπου παρουσιάζουν σημαντικά πλεονεκτήματα καθώς : Είναι δυνατή η κατασκευή πασσάλων μεγάλης διαμέτρου και μεγάλου μήκους σε όλους τους τύπους των εδαφών, ακόμα και σε περιπτώσεις που θα ήταν δύσκολη η έμπηξη πασσάλων άλλου τύπου εξαιτίας της παρεμβολής σκληρών στρώσεων. Η παραπάνω δυνατότητα έχει σαν αποτέλεσμα την παραλαβή μεγάλων φορτίων. Σελίδα 82

83 Η μέθοδος αυτή σε αντίθεση με τους πασσάλους εκτόπισης δεν προκαλεί δονήσεις και ηχορρύπανση επομένως είναι κατάλληλη για χρήση σε κατοικημένες περιοχές δίπλα σε υπάρχουσες κατασκευές. Για αυτό το λόγο χρησιμοποιούνται στην κατασκευή διαφραγματικών τοίχων (τεμνόμενοι φρεατοπάσσαλοι) προκειμένου να γίνει η αντιστήριξη παρακείμενων κατασκευών κατά την διάρκεια της εκσκαφής ενός νέου έργου σε αστικό περιβάλλον. Η τεχνογνωσία και η εμπειρία που έχει αποκτηθεί από τις κατασκευαστικές εταιρίες από την πολυετή εφαρμογή της μεθόδου σε συνδυασμό με την εξέλιξη των γεωτρητικών μηχανημάτων οδήγησε σε βελτίωση της ποιότητας και μείωση του κόστους κατασκευής, τα όποια ήταν και τα κύρια μειονεκτήματα αυτού του τύπου πασσάλων. Τα κύρια στάδια κατασκευής ενός φρεατοπάσσαλου είναι τα εξής : a) Διάνοιξη της οπής με περιστροφικό γεωτρύπανο. Εάν ο πάσσαλος κατασκευάζεται σε μη συνεκτικό ή μαλακό έδαφος και υπάρχει κίνδυνος καταπτώσεων, υποστηρίζονται οι παρειές της γεώτρησης, με χρήση μπετονίτη ή γίνεται σωλήνωση μέρους ή ολόκληρης της γεώτρησης. b) Τοποθέτηση του οπλισμού εντός της οπής με τη βοήθεια γερανού. c) Σκυροδέτηση του πάσσαλου με σωλήνα από την αιχμή προς τα πάνω ώστε να εκτοπίζονται προς την επιφάνεια και να απομακρύνονται ο μπετονίτης και το νερό. Ο εκτοπιζόμενος μπετονίτης περισυλλέγεται για να χρησιμοποιηθεί και στους επόμενους πασσάλους. d) Αφού τελειώσει η διαδικασία γίνεται εξόλκευση της σωλήνωσης υποστήριξης των παρειών της γεώτρησης. e) Καθαρισμός του οπλισμού στην κεφαλή του πασσάλου όπου το σκυρόδεμα είναι κακής ποιότητας και γίνεται επανασκυροδέτηση. Στο σχήμα 7-3 παρουσιάζεται ένα γεωτρύπανο εκσκαφής φρεατοπασσάλων καθώς και διάφοροι κάδοι και τρυπάνια που προσαρμόζονται στην κεφαλή του γεωτρύπανου για τη διάνοιξη της οπής και στο σχήμα 7-4 παρουσιάζεται η διαδικασία κατασκευής φρεατοπάσσαλου με τη χρήση μπετονίτη ενώ στο Σελίδα 83

84 σχήμα 7-5 η κατασκευή φρεατοπασσάλου διαπλατυσμένης αιχμής με χρήση σωλήνωσης. Σχήμα 7-1 : Κρουστικό μηχάνημα έμπηξης πασσάλων Σχήμα 7-2 : Διατομές προκατασκευασμένων πασσάλων από σκυρόδεμα Σελίδα 84

85 Σχήμα 7-3 : Γεωτρύπανο για τη διάνοιξη οπών φρεατοπασσάλων και εξαρτήματα που προσαρμόζονται στην κεφαλή του Σελίδα 85

86 Σχήμα 7-4 : Διαδικασία κατασκευής φρεατοπασσάλων με χρήση μπετονίτη Σχήμα 7-5 : Διαδικασία κατασκευής φρεατοπασσάλων διαπλατυσμένης αιχμής με χρήση σωλήνωσης Σελίδα 86

87 7.3 Διάκριση των πασσάλων βάσει του τρόπου μεταβίβασης των φορτίων στο έδαφος Βάση του τρόπου μεταβίβασης των φορτίων στο έδαφος διακρίνονται σε : Πάσσαλους αιχμής Πάσσαλους τριβής Στους πάσσαλους αιχμής η μεταβίβαση του φορτίου επιτυγχάνεται κυρίως με την αντίσταση αιχμής και την πλευρική τριβή στην περιοχή της αιχμής. Πάσσαλοι αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου ένα στρώμα μαλακής αργίλου ή ιλύος υπέρκειται ενός στρώματος πυκνής άμμου, αμμοχάλικου ή βράχου. Στην περίπτωση αυτή επιδιώκεται περιορισμένη και λεία επιφάνεια και συγχρόνως μεγάλη διατομή. Η φέρουσα ικανότητα αυξάνεται σημαντικά αν αυξηθεί η διατομή και η πλευρική επιφάνεια στην περιοχή της αιχμής, οι ενέργειες που μπορούν να γίνουν προς αυτήν την κατεύθυνση είναι : Κατασκευή πασσάλων με ενισχυμένη αιχμή Επισυγκόλληση πτερυγίων σε χαλύβδινους πασσάλους Διεύρυνση του κάτω άκρου έγχυτων πασσάλων Οι παραπάνω τεχνικές δεν πρέπει να αυξήσουν την αντίσταση εισόδου των εμπηγνυόμενων πασσάλων στις ανώτερες εδαφικές στρώσεις όποτε η εφαρμογή του περιορίζεται σε περιπτώσεις μαλακών εδαφών. Στους πάσσαλους τριβής το φορτίο μεταβιβάζεται κυρίως μέσω της πλευρικής τριβής, επομένως απαιτούνται μεγάλες πλευρικές επιφάνειες με σημαντική τραχύτητα. Πάσσαλοι αυτού του τύπου χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις όπου το πάχος του αργιλικού στρώματος είναι πολύ μεγάλο για να μεταβιβάσουν τα φορτία στο έδαφος με την πλευρική τριβή που αναπτύσσεται στη διεπιφάνεια πάσσαλου εδάφους. Πάντοτε πρέπει οι πάσσαλοι να μεταφέρουν τα φορτία τους σε κάποια στρώση μεγάλης αντοχής στην οποία να εισδύουν σε αρκετό βάθος. Οι καθιζήσεις Σελίδα 87

88 τέτοιων πασσάλων παραμένουν εντός επιτρεπτών ορίων. Αν όμως το έδαφος μεγάλης αντοχής βρίσκεται σε βάθος που καθιστά αντιοικονομική την παραπάνω τεχνική χρησιμοποιείται η λύση των «αιωρούμενων πασσάλων». Τότε τα φορτία μεταφέρονται κυρίως μέσω της πλευρικής τριβής σε βαθύτερες, περισσότερο στερεοποιημένες στρώσεις συνεκτικού εδάφους. Η λύση των αιωρούμενων πασσάλων αναπόφευκτα παρουσιάζει μεγαλύτερες καθιζήσεις οπότε η εφαρμογή τους πρέπει να αποφεύγεται (Rubener and Stiegler, 1978). Σελίδα 88

89 8 Έλεγχοι δοκιμαστικές φορτίσεις πασσάλων 8.1 Κανονιστικές διατάξεις δοκιμαστικών φορτίσεων πασσάλων Σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 7 και την παράγραφο δοκιμαστικές φορτίσεις πρέπει να εκτελούνται στις παρακάτω περιπτώσεις : Όταν χρησιμοποιείται ένας τύπος πάσσαλου ή μια μέθοδος κατασκευής για την οποία δεν υπάρχει επαρκής εμπειρία Όταν οι πάσσαλοι δεν έχουν δοκιμαστεί σε όμοιες εδαφικές συνθήκες και συνθήκες φόρτισης Όταν οι πάσσαλοι θα δεχτούν φορτία, για τα οποία οι μέθοδοι υπολογισμού και η υπάρχουσα εμπειρία δεν μπορούν να εξασφαλίσουν επαρκή ασφαλή σχεδιασμό. Σε αυτή την περίπτωση η δοκιμαστική φόρτιση πρέπει να είναι όμοια με την αναμενόμενη φόρτιση κατά τη διάρκεια της λειτουργίας του έργου Όταν κατά τη διάρκεια κατασκευής ή εγκατάστασης του πάσσαλου παρατηρείται ανεπιθύμητη συμπεριφορά η οποία δεν δικαιολογείται από την γεωτεχνική έρευνα που πραγματοποιήθηκε στην περιοχή Τα αποτελέσματα από τη δοκιμαστική φόρτιση του πάσσαλου μπορούν να χρησιμοποιηθούν προκειμένου : Να αξιολογηθεί η μέθοδος που εφαρμόστηκε για την κατασκευή των πασσάλων Να διερευνηθεί και να αποσαφηνιστεί η συμπεριφορά του δοκιμαζόμενου πάσσαλου και του γειτονικού εδάφους μέσω του προσδιορισμού του οριακού φορτίου και των εμφανιζόμενων καθιζήσεων Να αξιολογηθεί συνολικά η πασσαλοθεμελίωση Σελίδα 89

90 Σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 7 σε περιπτώσεις που δεν είναι δυνατή η εκτέλεση δοκιμαστικών φορτίσεων πρέπει να χρησιμοποιούνται συντηρητικές τιμές των χαρακτηριστικών μεγεθών των χρησιμοποιούμενων υλικών. Υπάρχει μεγάλος αριθμός κανονιστικών διατάξεων που περιγράφουν αναλυτικά την διαδικασία εκτέλεσης όλων των ειδών των δοκιμαστικών φορτίσεων των πασσάλων που καθορίζονται από του κανονισμούς και κυρίως από τον Ευρωκώδικα 7, μερικές από αυτές θα αναφερθούν στην πορεία. Ο Ευρωκώδικας 7 στην παράγραφο αναφέρει ότι υπάρχει η δυνατότητα εκτέλεσης στατικών και δυναμικών δοκιμαστικών φορτίσεων, η παρούσα εργασία ασχολείται με την πρώτη κατηγορία δοκιμαστικών φορτίσεων. Συγκεκριμένα για δοκιμή σε αξονικά θλιπτικά φορτία αναφέρονται οι εξής κανονισμοί : Το ISO/DIS "Geotechnical investigation and testing Testing of geotechnical structures" Part 1 "Pile load test by static axially compression" Ο γαλλικός κανονισμός norme francaise NF P του 1999 Ο αμερικάνικος κανονισμός ASTM D "Standard test method for piles under static axial compressive load " η αναθεωρημένη έκδοση του 1994 Ο αμερικάνικος κανονισμός ASTM D "Standard test method for high strain dynamic testing of piles " του 2000 Ο γερμανικός κανονισμός DIN 4014 "Bored cast in place piles formation, design and bearing capacity" του 1990 Η υπουργική απόφαση του Υ.ΠΕ.ΧΩ.Δ.Ε E "Προδιαγραφές εργαστηριακών δοκιμών εδαφομηχανικής" άρθρο 5 "Δοκιμαστική φόρτισης πάσσαλου και ομάδας πασσάλων με την επιβολή κατακόρυφου φορτίου" Για δοκιμή σε εφελκυστικά φορτία αναφέρονται : Το υπό έκδοση ISO/DIS "Geotechnical investigation and testing Testing of geotechnical structures" Part 2 "Pile load test by static axially loaded tension" Σελίδα 90

91 Ο γαλλικός κανονισμός norme francaise NF P του 1993 Ο αμερικάνικος κανονισμός ASTM D "Standard test method for individual piles under static axial tensile load" η αναθεωρημένη έκδοση του 1995 Για δοκιμή σε εγκάρσια φορτία αναφέρονται : Το υπό έκδοση ISO/DIS "Geotechnical investigation and testing Testing of geotechnical structures" Part 3 "Pile load test by static transversally loaded tension" Ο γαλλικός κανονισμός norme francaise NF P του 1993 Ο αμερικάνικος κανονισμός ASTM D "Standard test method for piles under lateral loads" η αναθεωρημένη έκδοση του 1995 Από τις παραπάνω κατηγορίες δοκιμαστικών φορτίσεων εμείς θα ασχοληθούμε με τις στατικές δοκιμαστικές φορτίσεις πασσάλων σε αξονική θλίψη. Στην ενότητα που ακολουθεί θα περιγραφεί η διαδικασία εκτέλεσης δοκιμαστικών φορτίσεων σύμφωνα με το ISO/DIS Σελίδα 91

92 8.2 Περιγραφή των δοκιμαστικών φορτίσεων των πασσάλων βάσει του ISO/DIS Το παραπάνω πρότυπο έχει σκοπό να καθορίσει τις παραμέτρους εκτέλεσης στατικών δοκιμαστικών φορτίσεων των πασσάλων, στις οποίες ένας πάσσαλος υποβάλλεται σε αξονικό θλιπτικό φορτίο προκειμένου να καθοριστεί πως μεταβάλλονται οι μετακινήσεις που παρουσιάζει συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου. Οι διατάξεις του ISO/DIS μπορούν να εφαρμοστούν τόσο σε κατακόρυφους όσο και σε κεκλιμένους πάσσαλους. Με αυτό το πρότυπο καλύπτονται όλοι οι τύποι πασσάλων. Το ISO/DIS πρέπει να χρησιμοποιείται σε συνδυασμό με τον Ευρωκώδικα 7 (ΕΝ ). Οι τιμές των συντελεστών ασφαλείας για τις καταστάσεις λειτουργικότητας και αστοχίας, καθώς και οι τιμές των συντελεστών συσχέτισης για την εξαγωγή των χαρακτηριστικών τιμών των μεγεθών που θα προκύψουν από τις δοκιμές, δίνονται στον Ευρωκώδικα 7. Το πρότυπο παρέχει οδηγίες για την εκτέλεση : Δοκιμαστικών φορτίσεων διερεύνησης, κατά την εκτέλεση των οποίων ένας πάσσαλος φορτίζεται ως το φορτίο αστοχίας ή ως τιμές φορτίων που πλησιάζουν το φορτίο αστοχίας Δοκιμαστικών φορτίσεων ελέγχου, κατά τις οποίες ένας πάσσαλος φορτίζεται ως το φορτίο που υπερβαίνει την οριακή κατάσταση λειτουργικότητας Η επιτυχής εφαρμογή του παραπάνω προτύπου συνδέεται απαραίτητα με την εφαρμογή των παρακάτω προτύπων : ΕΝ 1990:2002, Eurocode 0 : Basis of structural design EN , Eurocode 7 : Geotechnical Design Part 1 : General rules EN 1536:1999, Execution of special geotechnical work Bored piles Σελίδα 92

93 EN , Metallic materials Tensile testing Part 2 : Verification of the force measuring system of tensile testing machines EN 12699:2000, Execution of special geotechnical work Displacement piles pren 14199:2001, Execution of special geotechnical work Micropiles Εξοπλισμός για την εκτέλεση των δοκιμών Η επιλογή του εξοπλισμού εξαρτάται από τον σκοπό των δοκιμών, τις εδαφικές συνθήκες και την εκτέλεση της δοκιμής. Σύστημα αντίδρασης διάταξη δοκιμαστικής φόρτισης Το σύστημα αντίδρασης διατάξεις για στατικές δοκιμαστικές φορτίσεις σε αξονική θλίψη μπορεί να αποτελείται από : νεκρό φορτίο (kentledge) από εφεκλυόμενους πασσάλους ή από αγκυρώσεις στο έδαφος μόνο από τον δοκιμαζόμενο πάσσαλο, κατά μήκος του οποίου επιβάλλεται το φορτίο μέσω ενός η περισσότερων υδραυλικών γρύλλων οι οποίοι προσαρμόζονται πάνω στον πάσσαλο για φόρτιση σε δυο διευθύνσεις Το νεκρό φορτίο δεν πρέπει να χρησιμοποιείται για την φόρτιση κεκλιμένων πασσάλων εκτός και αν λαμβάνονται επιπλέον μέτρα ώστε να εξασφαλίζεται η σταθερότητα του συστήματος. Για όλα τα παραπάνω συστήματα η απόσταση μεταξύ του δοκιμαζόμενου πάσσαλου και των στηρίξεων του νεκρού φορτίου ή των εφελκυόμενων πασσάλων δεν πρέπει να είναι μικρότερη από 2.5 m ή 3 D b, όπου D b η διάμετρος της βάσης του πάσσαλου. Οι παραπάνω απαιτήσεις είναι πιο αυστηρές όταν ο πάσσαλος μεταβιβάζει μεγάλο μέρος των φορτίων στο έδαφος μέσω της πλευρική τριβής ή όταν σαν σύστημα αντίδρασης χρησιμοποιούνται αγκυρώσεις. Σελίδα 93

94 Το σύστημα αντίδρασης πρέπει να σχεδιάζεται ώστε να μπορεί δεχτεί φορτίο ίσο με το μέγιστο φορτίο της δοκιμής Q max. Λειτουργικοί πάσσαλοι μπορούν να χρησιμοποιούνται σαν σύστημα αντίδρασης υπό την προϋπόθεση να μπορούν να αναλάβουν το φορτίο της δοκιμής χωρίς να επηρεαστεί η φέρουσα ικανότητα τους, σαν λειτουργικά τμήματα της κατασκευής. Οι πάσσαλοι και οι αγκυρώσεις πρέπει να διατάσσονται συμμετρικά γύρω από τον δοκιμαζόμενο πάσσαλο. Σε περιπτώσεις που η διάταξη δεν είναι συμμετρική πρέπει να λαμβάνονται μέτρα ώστε να αποφεύγονται οι στρεπτικές καταπονήσεις του δοκιμαζόμενου πάσσαλου. Στο σχήμα 8-1 φαίνονται κάποιες διατάξεις δοκιμαστικών φορτίσεων πασσάλων. Σχήμα 8-1 : Συστήματα αντίδρασης διατάξεις για την εκτέλεση δοκιμαστικών φορτίσεων ( Μπαρέκα, 2006) Σελίδα 94

95 Σύμφωνα με τους (Comodromos et al, 2003) όταν χρησιμοποιείται η διάταξη των εφελκυόμενων πασσάλων παρατηρούνται επιπτώσεις στη φέρουσα ικανότητα του δοκιμαζόμενου πάσσαλου καθώς και στα αποτελέσματα της καμπύλης των μετατοπίσεων (καθιζήσεων) συναρτήσει του φορτίου. Η αλληλεπίδραση του δοκιμαζόμενου πάσσαλου με τους εφελκυόμενους πάσσαλους γίνεται εντονότερη όταν η αξονική τους απόσταση είναι μικρότερη από 6 D b. Εισαγωγή του φορτίου της δοκιμής Θα πρέπει να χρησιμοποιούνται ένας ή περισσότεροι υδραυλικοί γρύλλοι προκειμένου να ασκείται το φορτίο στον πάσσαλο που δοκιμάζεται. Για την επιβολή φορτίου σε μια διεύθυνση ο γρύλος στηρίζεται στο πάνω τμήμα του πάσσαλου μεταξύ του συστήματος αντίδρασης και της κεφαλής του πάσσαλου. Για την επιβολή φορτίου σε δυο διευθύνσεις, ο υδραυλικός γρύλος προσαρμόζεται πάνω στον πάσσαλο ώστε να ασκεί φορτίο σε δυο αντίθετες διευθύνσεις. Η αρχική δύναμη του γρύλου και η αρχική βύθιση του εξαρτώνται από το μέγιστο φορτίο Q max που θα επιβληθεί, καθώς και από τις αναμενόμενες μετατοπίσεις της κεφαλής του πάσσαλου και του συστήματος αντίδρασης. Μια βύθιση των 150mm ή του 15% D b είναι η συνιστώμενη. Πρέπει να είναι δυνατή η επιβολή του φορτίου με σταθερό ρυθμό χωρίς κραδασμούς και δονήσεις, καθώς και η διατήρηση του στις επιθυμητές τιμές. Για τις διερευνητικές δοκιμές πρέπει να χρησιμοποιείται ηλεκτρονικός αυτόματος ρυθμιστής της δύναμης του γρύλου, ενώ για τις δοκιμές ελέγχου μπορεί να χρησιμοποιείται και χειροκίνητος. Για την επιτυχή εκτέλεση της δοκιμής πρέπει να είναι δυνατή η επισκευή του εξοπλισμού χωρίς να υπάρξει υπερβολική απώλεια φορτίου στον πάσσαλο. Η ακρίβεια του επιβαλλόμενου φορτίου εξαρτάται από τον σκοπό της δοκιμής, συγκεκριμένα πρέπει το επιβαλλόμενο φορτίο Q (όπου Q το επιβαλλόμενο κάθε Σελίδα 95

96 στιγμή φορτίο), να εφαρμόζεται και να διατηρείται σταθερό κατά τη διάρκεια του κάθε βήματος φόρτισης με τις εξής σχετικές αποκλείσεις : Για δοκιμές διερεύνησης ± 5% Q max και ± 1% Q Για δοκιμές ελέγχου ± 3% Q Μέτρηση των μετατοπίσεων της κεφαλής του πάσσαλου Οι μετατοπίσεις της κεφαλής του πάσσαλου, μπορούν να μετρώνται με ψηφιακούς μετρητές ή ηλεκτρονικούς μετατροπείς απόστασης (transducers), οι οποίοι στηρίζονται σε μια δοκό αναφοράς, εναλλακτικά οι μετατοπίσεις μπορούν να μετρώνται ανεξάρτητα από δοκούς αναφοράς, από σύγχρονες ηλεκτρονικές οπτικές μεθόδους. Οι δοκοί αναφοράς συνίσταται να στηρίζονται ανεξάρτητα από τον δοκιμαζόμενο πάσσαλο, αλλιώς αν είναι προσαρμοσμένες στης κεφαλή του πάσσαλου, τότε οι μετακινήσεις του πάσσαλου και των δοκών πρέπει να μετρώνται με βάση ανεξάρτητα σημεία δείκτες. Ένα άκρο από κάθε δοκό αναφοράς πρέπει να έχει τη δυνατότητα ολίσθησης. Η καθαρή απόσταση μεταξύ των στηρίξεων των δοκών αναφοράς με τον δοκιμαζόμενο πάσσαλο και τους πάσσαλους του συστήματος αντίδρασης πρέπει να είναι τουλάχιστον μεγαλύτερη από 2,5m ή 3 D. Οι μετατοπίσεις της κεφαλής του πάσσαλου πρέπει να μετρώνται από τουλάχιστον τρείς μετατροπείς απόστασης ή ψηφιακούς μετρητές οι οποίοι στηρίζονται στις δοκούς αναφοράς. Η ακρίβεια των μετρούμενων μετατοπίσεων της κεφαλής πρέπει να είναι μεγαλύτερη από 0,1mm ή 0,2 % της αναγραφόμενης κάθε φορά τιμής. Επομένως οι μετατροπείς απόστασης ή οι ψηφιακοί μετρητές πρέπει απεικονίζουν τις τιμές με ακρίβεια τουλάχιστον 0,01mm. Σελίδα 96

97 Όπου υπάρχει η δυνατότητα, ένα τουλάχιστον σημείο ορισμένο στην κεφαλή του πάσσαλου πρέπει να παρακολουθείται με γεωδαιτικές μεθόδους ώστε να επιβεβαιώνεται η σωστή λειτουργία των μετρητών. Η πιθανή εγκάρσια μετατόπιση του πάσσαλου από τα κατακόρυφα φορτία πρέπει να μετράται από δυο ψηφιακούς μετρητές ή μετατροπείς ίδιας ακρίβειας με αυτή που αναφέρθηκε, οι οποίοι θα τοποθετούνται πάνω στις δοκούς αναφοράς σε ορθογωνικές διευθύνσεις μεταξύ τους. Οι μετατοπίσεις των δοκών αναφοράς πρέπει να ελέγχονται με γεωδαιτικές μεθόδους τουλάχιστον στο τέλος κάθε βήματος φόρτισης. Για να αποφευχθεί αστοχία του συστήματος αντίδρασης πρέπει να ελέγχονται με γεωδαιτικές μεθόδους και οι στηρίξεις του. Μέτρηση του φορτίου του πάσσαλου Η μέτρηση του επιβαλλόμενου φορτίου μπορεί να γίνεται είτε με δυναμοκυψέλη είτε με μέτρηση της πίεσης του γρύλου μέσω κατάλληλα βαθμονομημένων μετρητών πίεσης. Οι συσκευές μέτρησης φορτίου πρέπει να ελέγχονται από πιστοποιημένες εταιρίες. Για τις διερευνητικές δοκιμές η ακρίβεια των μετρήσεων φορτίου πρέπει να μην είναι μικρότερη από 1 %, ενώ για τις δοκιμές ελέγχου να μην είναι μικρότερη από 3 %. Ενοργάνωση του πάσσαλλου Η κατανομή των φορτίων κατά μήκος της επιφάνειας του πασσάλου μπορεί να υπολογίζεται από την μέση τιμή, άμεσων ή έμμεσων μετρήσεων των δυνάμεων, σε διατομές του πασσάλου σε αρκετά βάθη. Για τις παραπάνω μετρήσεις χρησιμοποιούνται οι εξής συσκευές: Επιμηκυνσιόμετρα (removable extensometer) Δείκτες σημεία αναφοράς Μηχανικοί και ψηφιακοί μετρητές παραμορφώσεων (strain gauges and strain gauge devices) Δυναμοκυψέλες στην αιχμή και παράπλευρα του πάσσαλου Σελίδα 97

98 Υδραυλικοί γρύλοι προσαρμοσμένοι στην αιχμή και παράπλευρα του πάσσαλου Τα βάθη και ο αριθμός των επίπεδων κατά μήκος του πάσσαλου που θα γίνουν μετρήσεις και ο αριθμός των συσκευών σε κάθε επίπεδο, εξαρτώνται από τις εδαφικές συνθήκες, το μέγεθος και το είδος του πάσσαλου, καθώς και από τον σκοπό των δοκιμών. Επιμηκυνσιόμετρα πρέπει να τοποθετούνται στο κέντρο των πασσάλων διαμέτρου ως 0,5m, σε πασσάλους με διάμετρο μεγαλύτερη από 0,5m, πρέπει να τοποθετείται αντιδιαμετρικά του πάσσαλου, ζεύγος επιμηκυνσιόμετρων, και αυτό να γίνεται για κάθε επίπεδο που θα γίνουν μετρήσεις. Οι μετρητές των παραμορφώσεων πρέπει να τοποθετούνται εντός του οπλισμού των πασσάλων και να ενσωματώνονται στο σκυρόδεμα. Στους μεταλλικούς πάσσαλους πρέπει να τοποθετούνται στα τοιχώματα της διατομής σε αντιδιαμετρικά ζεύγη, σε κάθε βάθος που θα γίνουν μετρήσεις. Πρέπει να καθορίζεται το εμβαδόν της διατομής του πάσσαλου και το μέτρο ελαστικότητας. Για τους πάσσαλους από οπλισμένο σκυρόδεμα πρέπει να καθορίζεται το μέτρο παραμόρφωσης όλης της διατομής συμπεριλαμβανομένων του σκυροδέματος, του οπλισμού και των τμημάτων που έχουν ενσωματωθεί. Το μέτρο παραμόρφωσης μπορεί να καθορίζεται είτε εργαστηριακά με έλεγχο ενός δείγματος προερχόμενο από τον πάσσαλο που κατασκευάστηκε, είτε με μετρήσεις των παραμορφώσεων που γίνονται στον δοκιμαζόμενο πάσσαλο, σε ένα επίπεδο κάτω από την κεφαλή όπου μπορεί να γίνει η υπόθεση ομοιόμορφης κατανομής των τάσεων. Για τους μεταλλικούς πάσσαλους το μέτρο παραμόρφωσης είναι γνωστό από τις πληροφορίες του κατασκευαστή είτε μπορεί να υπολογιστεί με τις κοινές μεθόδους. Σελίδα 98

99 Προφυλάξεις κατά την προετοιμασία της δοκιμής Σε όλη τη διάρκεια εκτέλεσης των δοκιμών ο εξοπλισμός πρέπει να προστατεύεται από τις καιρικές συνθήκες και από άλλες ενοχλήσεις. Ειδικά οι μετρητές και η δοκός αναφοράς πρέπει να προστατεύονται από την έκθεση στον ήλιο γιατί είναι δυνατόν να επηρεαστούν τα αποτελέσματα της δοκιμής. Όλη η διάταξη πρέπει να προστατεύεται με τη χρήση τέντας ή κάτι ανάλογου, επίσης πρέπει να χρησιμοποιούνται προστατευτικά καλύμματα. Οι μετρητικές συσκευές και τα καλώδια τους πρέπει να προστατεύονται σε όλα τα στάδια κατασκευής του πασσάλου έναντι της υγρασίας, φθορών και άλλων καταπονήσεων. Κατασκευή του δοκιμαζόμενου πάσσαλου Οι πάσσαλοι των δοκιμαστικών φορτίσεων, πρέπει να κατασκευάζονται με τον ίδιο τρόπο όπως οι λειτουργικοί. Θα πρέπει να είναι σχεδιασμένοι ώστε να αντέξουν το μέγιστο επιβαλλόμενο φορτίο, επομένως επιτρέπεται η χρήση επιπρόσθετου οπλισμού και σκυροδέματος μεγαλύτερης αντοχής, ωστόσο όμως πρέπει να αξιολογηθεί κατά πόσο η παραπάνω χρήση επηρεάζει τα αποτελέσματα της δοκιμής. Η επιρροή της ενοργάνωσης στην κατασκευή του πάσσαλου και στην ακεραιότητα του πρέπει να ελαχιστοποιηθεί. Πρέπει να δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στην παρακολούθηση της διαδικασίας κατασκευής των δοκιμαστικών πασσάλων και να γίνονται καταγραφές. Οι καταγραφές πρέπει να περιλαμβάνουν πληροφορίες σχετικές με τα μέσα που χρησιμοποιήθηκαν και τις μεθόδους που εφαρμόστηκαν, τη γεωμετρία του πάσσαλου, το υλικό του, την απαιτούμενη ενέργεια για την έμπηξη του, το σκυρόδεμα που καταναλώθηκε και όλων των δυσκολιών που αντιμετωπίστηκαν. Οδηγίες για θέματα που πρέπει να παρακολουθούνται και να καταγράφονται δίνονται στον Ευρωκώδικα 7. Οι δοκιμαζόμενοι πάσσαλοι πρέπει να είναι ίδιας διαμέτρου με τους λειτουργικούς. Δοκιμές σε πασσάλους μικρότερης διαμέτρου Σελίδα 99

100 μπορούν να γίνουν μόνο στις περιπτώσεις που καθορίζονται στον Ευρωκώδικα 7 και συγκεκριμένα στην παράγραφο Μεταξύ της κατασκευής του πάσσαλου που θα δοκιμαστεί και της έναρξης των δοκιμαστικών φορτίσεων, πρέπει να περάσει επαρκές χρονικό διάστημα ώστε να αναπτυχθούν οι επιθυμητές αντοχές του υλικού του πάσσαλου, και να επανέλθει η αντοχή του εδάφους η οποία διαταράχτηκε από την κατασκευή και την εκτόνωση της πίεσης του νερού των πόρων. Για να εκτιμηθεί το χρονικό διάστημα αναμονής, ίσως χρειαστεί να γίνουν κάποιες μετρήσεις των χαρακτηριστικών του εδάφους. Προτείνονται τα παρακάτω χρονικά διαστήματα μεταξύ της εγκατάστασης των δοκιμαστικών πασσάλων και της έναρξης των δοκιμών : Για διερευνητικές δοκιμές τουλάχιστον 7 ημέρες σε μη συνεκτικά εδάφη και από 3 ως 5 εβδομάδες σε συνεκτικά εδάφη. Για δοκιμές ελέγχου τουλάχιστον 5 ημέρες σε μη συνεκτικά εδάφη και από 2 ως 3 εβδομάδες για συνεκτικά εδάφη. Προετοιμασία της κεφαλής του πάσσαλου και εγκατάσταση των συσκευών φόρτισης Η κεφαλή του πάσσαλου πρέπει να διαμορφωθεί κατάλληλα ώστε το επιβαλλόμενο φορτίο να μπορεί να ασκηθεί ομοιόμορφα και κεντρικά χωρίς να προκαλέσει καταστροφές στην κεφαλή. Πρέπει να αποφευχθεί η περίπτωση μεταφοράς φορτίου μεταξύ της κεφαλής του πάσσαλου και του εδάφους. Πάνω από το υδραυλικό έμβολο πρέπει να ενσωματωθεί ένα σφαιρικό εξάρτημα. Ο γρύλος πρέπει να τοποθετηθεί κεντρικά στην κεφαλή του πάσσαλου ώστε να είναι βέβαιο ότι η φόρτιση γίνεται αξονικά κατά μήκος του πάσσαλου χωρίς εκκεντρότητες. Για την επιβολή υψηλών φορτίων μπορούν να χρησιμοποιηθούν γρύλοι ανάλογης δύναμης σε παράλληλη σύνδεση. Όταν οι διαστάσεις του γρύλου δεν επαρκούν ώστε το φορτίο να κατανεμηθεί ομοιόμορφα στην κεφαλή, τότε για αυτόν τον σκοπό μπορεί να χρησιμοποιείται μια συμπαγής πλάκα η οποία θα τοποθετείται στην κεφαλή του πάσσαλου και θα διανέμει ομοιόμορφα το φορτίο σε όλη την έκταση. Σελίδα 100

101 Διαδικασία φόρτισης Η δοκιμαστική φόρτιση θα εκτελείται ακολουθώντας έναν κύκλο φόρτισης αποφόρτισης. Εναλλακτικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν πολλαπλοί κύκλοι φόρτισης και αποφόρτισης. Η διαδικασία φόρτισης μπορεί να ξεκινήσει από ένα στάδιο προφόρτισης ίσο με το 0,05 του Q max, προκειμένου να ελεγχθεί και να προσαρμοστεί ο εξοπλισμός της φόρτισης και των μετρήσεων. Πριν την έναρξη του κύριου κύκλου φόρτισης, ο πάσσαλος πρέπει να αποφορτιστεί ξανά σε ένα μικρό φορτίο της τάξης των 10KN. Η στατική δύναμη φόρτισης πρέπει να επιβάλλεται και να αυξάνεται κατά στάδια (σχήμα 8-2), σε κάθε στάδιο πρέπει να διατηρείται σταθερή για συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα. Το μέγιστο επιβαλλόμενο φορτίο Q max πρέπει προσεγγίζεται : Για διερευνητικές δοκιμές σε τουλάχιστον 8 στάδια φόρτισης Για δοκιμές ελέγχου σε τουλάχιστον 6 στάδια φόρτισης Οι αυξήσεις του φορτίου σε κάθε στάδιο πρέπει να είναι ίσου μεγέθους. Στην πράξη η αύξηση του φορτίου κατά ΔQ (όπου ΔQ είναι μια ποσότητα φορτίου που προστίθεται ή αφαιρείται κατά την εκτέλεση της δοκιμής), γίνεται σε διάστημα τουλάχιστον τριών λεπτών. Όταν προσεγγίζεται το φορτίο αστοχίας, μπορεί να μειωθεί η αύξηση του φορτίου σε εκείνο το στάδιο, ώστε να καθοριστεί ακριβέστερα η συμπεριφορά των μετακινήσεων του πάσσαλου στο φορτίο αστοχίας και να προκύψει η οριακή αντίσταση του πάσσαλου. Η αποφόρτιση του πάσσαλου μπορεί να γίνει σε τουλάχιστον 4 στάδια για τις διερευνητικές δοκιμές και σε 3 στάδια για τις δοκιμές ελέγχου. Σε κάθε στάδιο το φορτίο πρέπει να διατηρείται σταθερό. Διαστήματα φόρτισης Κάθε στάδιο φόρτισης και αποφόρτισης πρέπει να διατηρείται σταθερό για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα, το οποίο έχει καθοριστεί πριν την έναρξη της Σελίδα 101

102 δοκιμής και πρέπει να είναι ίδιο για όλα τα βήματα φόρτισης και αποφόρτισης αντίστοιχα. Ένα χρονικό διάστημα των 60 λεπτών συστήνεται για τα στάδια της φόρτισης (σχήμα 8-2), για τα στάδια της αποφόρτισης συστήνεται ένα χρονικό διάστημα τουλάχιστον 10 λεπτών (30 λεπτών για τη συνολική αποφόρτιση). Αν δεν προβλέπεται κάτι διαφορετικό, η διαδικασία φόρτισης για τις δοκιμές διερεύνησης πρέπει να επεκτείνεται μέχρι ο ρυθμός των μετατοπίσεων να γίνει ίσος τουλάχιστον με 0,1 mm/20 min. Σχήμα 8-2 : Διαδικασία φόρτισης και αποφόρτισης του πάσσαλου Μέγιστο φορτίο της δοκιμής Q max Για όλες τις δοκιμές το μέγιστο φορτίο της δοκιμής Q max πρέπει να καθορίζεται πριν από την έναρξη της δοκιμής. Σελίδα 102

103 Για τις δοκιμές διερεύνησης το Q max μπορεί να ισούται με : 2 φορές (ή περισσότερο αν κριθεί σωστό) τη δράση που προκύπτει από την οριακή κατάσταση λειτουργικότητας Την υπολογιζόμενη η αναμενόμενη οριακή αντίσταση του πάσσαλου R c,u (όπου R c,u είναι η οριακή αντίσταση του πασσάλου και αντιστοιχεί σε εκείνη την τιμή του φορτίου που αν εφαρμοστεί στον πάσσαλο, είναι ικανή να προκαλέσει αστοχία του εδάφους ή του πάσσαλου) Για τις δοκιμές ελέγχου, το μέγιστο επιβαλλόμενο φορτίο εξαρτάται από τον σκοπό και πρέπει να οριστεί πριν την έναρξη της δοκιμής. Πιθανά όρια για το επιβαλλόμενο φορτίο είναι : 1,5 φορές η δράση που προκύπτει από την οριακή κατάσταση λειτουργικότητας Η αντίσταση διαρροής R y (όπου R y είναι ένα φορτίο πέρα από το οποίο ο ρυθμός των αξονικών παραμορφώσεων παρουσιάζει ιδιαίτερη αύξηση ή αυξάνεται χωρίς σημαντική αύξηση του φορτίου). Διαστήματα μετρήσεων Κατά τη διάρκεια του κάθε βήματος φόρτισης πρέπει να καταγράφονται οι μετατοπίσεις της κεφαλής του πάσσαλου, το εφαρμοζόμενο φορτίο και οι τιμές των συσκευών ενοργάνωσης του πάσσαλου. Για τις διερευνητικές δοκιμές συστήνεται αυτόματη καταγραφή των τιμών σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα π.χ. κάθε 10 δευτερόλεπτα. Οι μετατοπίσεις της κεφαλής του πάσσαλου και το εφαρμοζόμενο φορτίο πρέπει να καταγράφονται τουλάχιστον στα ακόλουθα χρονικά διαστήματα: Στάδια φόρτισης : 0, 2, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 και 60 λεπτά και επιπλέον κάθε 10 λεπτά Σελίδα 103

104 Στάδια αποφόρτισης : 0, 5, 10 λεπτά και στα 30 λεπτά για την συνολική αποφόρτιση Οι τιμές των συσκευών ενοργάνωσης του πάσσαλου (strain gauges, extensometers) πρέπει να καταγράφονται τουλάχιστον κατά τα ακόλουθα χρονικά διαστήματα : Στάδια φόρτισης : 5 και 60 λεπτά, και επιπλέον στο τέλος κάθε βήματος φόρτισης Στάδια αποφόρτισης : 5, 10 και στα 30 λεπτά για την συνολική αποφόρτιση Κατά τη διάρκεια εκτέλεσης της δοκιμής πρέπει να απεικονίζεται είτε αυτόματα είτε με το χέρι η καμπύλη των μετατοπίσεων του πασσάλου συναρτήσει του φορτίου. Στα στάδια που το φορτίο έχει υψηλές τιμές και ειδικά στις δοκιμές των λειτουργικών πασσάλων πρέπει να υπολογίζεται και να ελέγχεται ο συντελεστής διαρροής α y (όπου α y είναι η κλίση του διαγράμματος των μετατοπίσεων της κεφαλής του πάσσαλου συναρτήσει του δεκαδικού λογάριθμού του χρόνου, για συγκεκριμένο χρονικό διάστημα (συνήθως τα τελευταία 30 λεπτά του κάθε σταδίου φόρτισης)), ώστε αν κρίνεται αναγκαίο να γίνονται τροποποιήσεις στην διαδικασία της φόρτισης. Σε κάθε στάδιο φόρτισης, πρέπει να μετρώνται η εγκάρσια μετατόπιση της κεφαλής και οι μετακινήσεις των δοκών αναφοράς που στηρίζουν τις συσκευές μέτρησης των μετατοπίσεων, και να ελέγχονται μέσω της σύγκρισης τους, τουλάχιστον με τις αρχικές και τις τελικές καταγραφές. Επίσης πρέπει τακτικά να ελέγχεται και η θερμοκρασία κατά την εκτέλεση των δοκιμών. Σε περιπτώσεις που αναμένεται η θεμελίωση να υποβληθεί σε κυκλικές ή επαναλαμβανόμενες φορτίσεις πρέπει να διαμορφωθεί κατάλληλο για την συγκεκριμένη περίπτωση πρόγραμμα δοκιμαστικών φορτίσεων. Σελίδα 104

105 Αποτελέσματα δοκιμών Τα αποτελέσματα των δοκιμών περιλαμβάνουν : Τις καταγραφές στα επιθυμητά χρονικά διαστήματα των συσκευών μέτρησης φορτίων, εκφρασμένες σε μεγέθη δύναμης αν χρησιμοποιείται δυναμοκυψέλη ή σαν πίεση αν χρησιμοποιείται υδραυλικός γρύλος Τη μετατροπή αυτών των καταγραφών σε δύναμη, βάση της βαθμονόμησης της συσκευής Τις μεμονωμένες καταγραφές των μετρητών επιμήκυνσης ή των μετατροπέων και τη μέση μετακίνηση της κεφαλή του πάσσαλου κατά τα επιθυμητά χρονικά διαστήματα Τις ενδείξεις των μετρήσεων στα διάφορα επίπεδα κατά μήκος του πάσσαλου Τις καταγραφές των συσκευών ενοργάνωσης του πάσσαλου και τη μετατροπή τους σε δυνάμεις τόσο πλευρικές όσο και αιχμής Άλλα μετρούμενα μεγέθη όπως : θερμοκρασία περιβάλλοντος, δοκιμές σε δείγματα που αποτελούνται από το υλικό κατασκευής του πάσσαλου, δοκιμές ακεραιότητας του πασσάλου και μετρήσεις του σχήματος του Διορθώσεις που έγιναν στα μετρούμενα μεγέθη Τα αποτελέσματα της δοκιμής πρέπει να δίνονται σε μορφή πινάκων και διαγραμμάτων. Συγκεκριμένα πρέπει να δίνονται τα παρακάτω διαγράμματα : Το διάγραμμα Q - s h (όπου s h είναι η αξονική παραμόρφωση της κεφαλής του πάσσαλου) από το οποίο προκύπτει η καμπύλη των μετατοπίσεων συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου για το τέλος της κάθε αύξησης του φορτίου (σχήμα 8-3). Η κλίμακα πρέπει να επιλέγεται έτσι ώστε η οριακή αντίσταση R c,u και η καθίζηση που αντιστοιχεί σε αυτή, να αντιπροσωπεύονται από παρόμοια μήκη στην τετμημένη και στην τεταγμένη αντίστοιχα Σελίδα 105

106 Το διάγραμμα Q t h, από το οποίο προκύπτει η καμπύλη των εγκάρσιων μετατοπίσεων της κεφαλής του πάσσαλου συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου στο τέλος της κάθε αύξησης του φορτίου Τα διαγράμματα t Q και t s h, από τα οποία προκύπτουν οι καμπύλες του φορτίου συναρτήσει του χρόνου και των μετατοπίσεων συναρτήσει του χρόνου (σχήματα 8-4 και 8-5) Το διάγραμμα log(t) s h και α y Q από τα οποία προκύπτουν οι καμπύλες των μετατοπίσεων συναρτήσει του δεκαδικού λογάριθμου του χρόνου και του εξαγόμενου δείκτη διαρροής α y συναρτήσει του φορτίου (σχήματα 8-6 και 8-7) Το διάγραμμα Q s h,in, από το οποίο προκύπτει η καμπύλη των τελικών μετατοπίσεων σε άπειρο χρόνο για κάθε βήμα φόρτισης συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου (σχήμα 8-8) Τα διαγράμματα Q b s h και Q s s h όπως εξάγονται από την ενοργάνωση του πάσσαλου, και δίνουν την ενεργοποιούμενη πλευρική αντίσταση και την ενεργοποιούμενη αντίσταση αιχμής συναρτήσει των μετατοπίσεων της κεφαλής (σχήμα 8-9). Επιπρόσθετα μπορεί να σχεδιαστεί και η ελαστική παραμόρφωση του πάσσαλου όπως εξάγεται από τις μετρούμενες μετατοπίσεις των δεικτών σημείων αναφοράς ή υπολογίζεται από τις τάσεις που αναπτύσσονται πλευρικά του πάσσαλου. Επίσης μπορεί να δειχθούν και τα διαγράμματα Q b s b και Q s s b (όπου s b είναι οι μετατοπίσεις της βάσης του πάσσαλου). Οι καταγεγραμμένες διαμήκεις παραμορφώσεις, η αξονική δύναμη και οι αναπτυσσόμενες πλευρικές δυνάμεις συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου και του βάθους (σχήμα 8-10). Για αυτόν το σκοπό πρέπει αναγκαστικά να παρέχεται το εμβαδόν των διατομών του πασσάλου και το μέτρο παραμόρφωσης του υλικού του. Επιπρόσθετα μπορεί να δοθεί και το διάγραμμα της ενεργοποιούμενης μοναδιαίας τριβής για τα διάφορα χαρακτηριστικά τμήματα του πάσσαλου (σχήμα 8-11). Σελίδα 106

107 Σχήμα 8-3 : Διάγραμμα Q - s h Σχήμα 8-4 : Διάγραμμα t Q Σελίδα 107

108 Σχήμα 8-5 : Διάγραμμα t s h Σχήμα 8-6 : Διάγραμμα log(t) s h Σελίδα 108

109 Σχήμα 8-7 : Διάγραμμα α y Q Σχήμα 8-8 : Διάγραμμα Q s h,in Σελίδα 109

110 Σχήμα 8-9 : Διάγραμμα Q, Q b, Q s s h Σχήμα 8-10 : Η κατανομή των φορτίων κατά μήκος του πάσσαλου Σελίδα 110

111 Σχήμα 8-11 : Οι καμπύλες της ενεργοποιούμενης μοναδιαίας τριβής Αναφορά της δοκιμής Η αναφορά της δοκιμής πρέπει να είναι σύμφωνη με την παράγραφο του Ευρωκώδικα 7 και θα πρέπει να περιλαμβάνει τις ακόλουθες πληροφορίες και δεδομένα : Αναφορά σε όλα τα σχετικά πρότυπα Γενικές πληροφορίες που αφορούν την δοκιμή και το πρόγραμμα της φόρτισης όπως : ο σκοπός της δοκιμής, το τοπογραφικό διάγραμμα της περιοχής, περιγραφή του πεδίου, την ημερομηνία εκτέλεσης της δοκιμής και τα στοιχεία του οργανισμού που εκτέλεσε την δοκιμή Πληροφορίες σχετικές με το έδαφος όπως : αναφορά στην γεωτεχνική έρευνα που έγινε στον τόπο της δοκιμής, τοποθεσία και κωδικό αριθμό των σχετικών δοκιμών του εδάφους και περιγραφή του εδάφους που έρχεται σε επαφή με τον πάσσαλο Παράμετροι σχετικές με τον δοκιμαστικό πάσσαλο όπως : ο τύπος του πάσσαλου, τοπογραφικό διάγραμμα της περιοχής που βρίσκεται ο Σελίδα 111

112 πάσσαλος, ημερομηνία της κατασκευής του, περιγραφή της διαδικασίας κατασκευής και καταγραφή παρατηρήσεων που υπάρχει πιθανότητα να επηρεάσουν την δοκιμή, η γεωμετρία του πάσσαλου, τα επίπεδα κορυφής και βάσης, το υλικό, ο οπλισμός, η απαιτούμενη ενέργεια έμπηξης και το σκυρόδεμα που καταναλώθηκε Παράμετροι σχετικές με την δοκιμή όπως : το πιθανό μέγιστο φορτίο Q max, λεπτομέρειες του συστήματος αντίδρασης, λεπτομέρειες των συσκευών φόρτισης και καταγραφής των μετακινήσεων, λεπτομέρειες για την βαθμονόμηση των γρύλων, των δυναμοκυψελών και των μετρητών και λεπτομέρειες για την διαμόρφωση της κεφαλής του πάσσαλου Να γίνεται τεκμηρίωση όπου είναι δυνατόν με φωτογραφίες Αποτελέσματα της δοκιμής όπως : πίνακες και διαγράμματα των μετακινήσεων συναρτήσει του φορτίου και του χρόνου όπως αυτά που παρατέθηκαν πιο πάνω, καταγραφές της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος Τα αποτελέσματα της δοκιμής πρέπει να αξιολογηθούν σύμφωνα με τον σκοπό της δοκιμής. Η αξιολόγηση αποτελείται από εκτίμηση : Της οριακής αντίστασης του πάσσαλου R c,u Της πλευρικής οριακής αντίστασης R s,u Της οριακής αντίστασης της αιχμής του πάσσαλου R b,u Της αντίστασης διαρροής R y Των παραμέτρων δυσκαμψίας του εδάφους και του πάσσαλου μέσω των μετατοπίσεων s h κατά την επιβολή του Q max Γεωτεχνική έρευνα Στην περιοχή του πάσσαλου πρέπει να διερευνηθούν οι συνθήκες του υπεδάφους με μεγάλη επιμέλεια εξαρτώμενη από τον σκοπό της δοκιμής. Οδηγίες για την εκτέλεση των ερευνών δίνονται στο πρότυπο ENV :1994, καθώς και στα πρότυπα που αναφέρθηκαν στην αρχή της ενότητας. Σελίδα 112

113 Η γεωτεχνική έρευνα πρέπει να εστιάσει στη μελέτη των χαρακτηριστικών του εδάφους, που αναμένεται να επηρεάσουν τη συμπεριφορά του πάσσαλου. Συγκεκριμένα να καθορίσει την αντοχή και το μέτρο παραμόρφωσης του εδάφους. Οι επί τόπου δοκιμές πρέπει να γίνονται πριν την κατασκευή εγκατάσταση του πάσσαλου και σε μια απόσταση 6 με 8 φορές τη διάμετρο του πάσσαλου, ώστε να μην υπάρχει κίνδυνος να επηρεαστεί η συμπεριφορά του πάσσαλου από τη διεξαγωγή της έρευνας. Επιπρόσθετα μετά την κατασκευή του πάσσαλου μπορεί να γίνεται έρευνα του γειτονικού εδάφους προκειμένου να εντοπίζονται τυχόν επιδράσεις της κατασκευής στο έδαφος. Οι έρευνες αυτές μπορεί να γίνονται με ηχητικές δοκιμές όπως CPT, SPT, PMT ή DMT, σε απόσταση όχι μικρότερη από την διάμετρο του πάσσαλου ή τα 50 cm. Για τις δοκιμές ελέγχου των πάσσαλων, όταν κατά την κατασκευή τους αντιμετωπιστούν προβλήματα είναι αναγκαία η εκτέλεση γεωτεχνικής έρευνας με γεωτρήσεις και ηχητικές δοκιμές στη γειτονική περιοχή του πάσσαλου. Στα χαλαρά εδάφη, η γεωτεχνική έρευνα πρέπει να φτάνει σε βάθος επιπλέον 5 φορές τη διάμετρο του πάσσαλου ή τα 5m από το άκρο του πάσσαλου. Στα βραχώδη ή στα πολύ σκληρά εδάφη συστήνεται επιπλέον βάθος 2,5 φορές τη διάμετρο ή 2,5m. Εάν όμως υπάρχει πιθανότητα βαθύτερα στρώματα να επηρεάσουν τη συμπεριφορά του πάσσαλου, τότε η έρευνα πρέπει να φτάνει ως το αναγκαίο βάθος ώστε να προκύψουν ασφαλή συμπεράσματα. Αριθμός των δοκιμαζόμενων πασσάλων Ο αριθμός των δοκιμαζόμενων πασσάλων καθορίζεται από τον σκοπό της δοκιμής. Για δοκιμές διερεύνησης, πρέπει να εκτελείται τουλάχιστον μια δοκιμή για κάθε τύπο πάσσαλου και για κάθε ζώνη με όμοιες συνθήκες υπεδάφους. Εάν Σελίδα 113

114 δεν προκύπτουν ξεκάθαρα αποτελέσματα για τη συμπεριφορά του πάσσαλου τότε πρέπει να εκτελούνται επιπλέον δοκιμές. Για δοκιμές διερεύνησης, όπως αναφέρει και ο Ευρωκώδικας 7 στην παράγραφο , ο συντελεστής συσχέτισης ξ, που χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της χαρακτηριστικής αντοχής του πάσσαλου, εξαρτάται από τον αριθμό των πραγματοποιούμενων δοκιμών. Για δοκιμές ελέγχου, πρέπει να εκτελείται τουλάχιστον μια δοκιμή για κάθε τύπο πάσσαλου και για κάθε περίπτωση που παρουσιάζει γεωτεχνικές ομοιότητες. Για θεμελιώσεις με μεγάλο αριθμό πάσσαλων, πρέπει τουλάχιστον να γίνεται μια δοκιμή ελέγχου για κάθε 200 πάσσαλους του ίδιου τύπου. Ο αριθμός των δοκιμών ελέγχου μπορεί να μειωθεί αν εφαρμοστούν άλλες επαρκείς μέθοδοι για τον προσδιορισμό της αντοχής των πασσάλων. Οι μέθοδοι αυτές μπορεί να είναι υπολογισμός της απαιτούμενης ενέργειας έμπηξης, δυναμικές δοκιμαστικές φορτίσεις και ηχητικές δοκιμές στη γειτονική περιοχή μετά την κατασκευή του πάσσαλου. Υπάρχει η πιθανότητα να εκτελεστούν και μικρής διάρκειας δοκιμές αποδοχής αν είναι αμφίβολη η στατική επάρκεια του πάσσαλου. Τέλος πάσσαλοι που σχεδιάστηκαν σαν μεμονωμένες στηρίξεις ή αποτελούν μέρος της κατασκευής και έχουν σημαντική επίδραση στην στατική επάρκεια της, πρέπει να ελέγχονται ανεξάρτητα από τους υπόλοιπους. Επεξεργασία των αποτελεσμάτων της δοκιμαστικής φόρτισης Στα σχήματα 8-12, 8-13 και 8-14 παρουσιάζονται τυπικές μορφές καμπυλών μετατοπίσεων συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου, για στατικές δοκιμαστικές φορτίσεις πασσάλων σε αξονική θλίψη και εφελκυσμό. Σελίδα 114

115 Σχήμα 8-12 : Διάγραμμα μετατοπίσεων της κεφαλής του πάσσαλου συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Σχήμα 8-13 : Διάγραμμα μετατοπίσεων της κεφαλής του πάσσαλου συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Σελίδα 115

116 Σχήμα 8-14 : Διάγραμμα μετατοπίσεων της κεφαλής του πάσσαλου συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Στα παραπάνω διαγράμματα στον άξονα Χ δίνεται το επιβαλλόμενο στην κεφαλή φορτίο Q σε kn και στον άξονα Υ οι μετατοπίσεις της κεφαλής του πάσσαλου σε mm. Υπολογισμός των οριακών τιμών αντοχής των πασσάλων Στα διαγράμματα που παρατέθηκαν διακρίνονται οι εξής περιπτώσεις : Μια καμπύλη που δείχνει ξεκάθαρη επίτευξη μια κατάστασης αστοχίας του εδάφους. Πρόκειται για την καμπύλη 1 στο σχήμα 8-12, που διακρίνεται καθαρά το φορτίο αστοχίας, το διάγραμμα ανταποκρίνεται στην περίπτωση πασσάλων αιχμής σε μαλακό βράχο. Καμπύλες που δείχνουν καθαρά την ύπαρξη trend (αλληλεξάρτηση συνεχών τιμών) όσο πλησιάζουν ασυμπτωτικά την τιμή τις αντίστασης, αφού έχουν σημειωθεί μεγάλες μετατοπίσεις. Τέτοιες περιπτώσεις είναι οι καμπύλες 2 και 3 με μια πιο ήπια προσέγγιση της οριακής αντοχής, που είναι εμπηγνυόμενοι πάσσαλοι αιχμής σε αμμώδη εδάφη ή πάσσαλοι που Σελίδα 116

117 συνδυάζουν αιχμή και τριβή σε αμμώδη άργιλο ή ιλύ. Η καμπύλη 4, στην οποία υπάρχει μια αργή αύξηση της αντοχής καθώς αυξάνονται οι μετατοπίσεις, πρόκειται για φρεατοπάσσαλους σε αμμώδη εδάφη και για εμπηγνυόμενους πάσαλους ή φρεατοπάσσαλους σε ιλύ. Καμπύλες χωρίς την ύπαρξη trend καθώς πλησιάσουν ασυμπτωτικά την οριακή αντοχή. Τέτοιες περιπτώσεις είναι η καμπύλη 5, στην οποία το οριακό φορτίο προσδιορίζεται από την στατική αντοχή του πάσσαλου και συναντάται σε εμπηγνυόμενους πάσσαλους ή φρεατοπάσσαλους σε σκληρό βράχο. Η καμπύλη 6, που παρουσιάζει προσωρινά μια τοπική μέγιστη τιμή, η οποία όμως μειώνεται με την εκδήλωση μεγαλύτερων μετακινήσεων, συναντάται σε εμπηγνυόμενους πάσσαλους ή φρεατοπάσσαλους σε στιφρή άργιλο όταν τα στάδια φόρτισης έχουν μικρή διάρκεια. Η καμπύλη 7 στην οποία το μέγιστο επιβαλλόμενο φορτίο είναι μικρότερο από την οριακή τιμή του φορτίου. Στα σχήματα 8-12 και 8-13 το φορτίο αστοχίας, που είτε επιτυγχάνεται κατά την εκτέλεση της δοκιμής είτε αντιστοιχεί σε μια ασυμπτωτική τιμή, ορίζεται σαν η οριακή αντοχή του πάσσαλου R cu ή R tu σε θλίψη και εφελκυσμό αντίστοιχα. Στην καμπύλη 5 του σχήματος 8-14, το μέγιστο φορτίο που μπορεί να φέρει ό πάσσαλος καθορίζεται αποκλειστικά από την στατική του επάρκεια και η οριακή αντοχή R cu ή R tu ισούται με το μέγιστο φορτίο της δοκιμής Q max. Στην καμπύλη 7 του σχήματος 8-14, η ασυμπτωτική οριακή αντοχή μπορεί να υπολογιστεί από αναλυτική επέκταση (extrapolation) της καμπύλης μετατοπίσεων φορτίου που μετρήθηκε. Η επέκταση της καμπύλης μπορεί να γίνει είτε με χρήση μαθηματικών μεθόδων είτε χρησιμοποιώντας της καμπύλες των ενεργοποιούμενων πλευρικών τριβών και τριβών αιχμής. Πρέπει όμως ληφθεί υπόψη ότι όσο μειώνεται η ακρίβεια της επέκτασης τόσο μειώνεται και η ακρίβεια του υπολογιζόμενου φορτίου αστοχίας. Στην καμπύλη 6 του σχήματος 8-14, το τοπικό μέγιστο δεν πρέπει να θεωρηθεί σαν η τιμή της οριακής αντοχής, καθώς αυτή η τοπική τιμή μπορεί να επηρεαστεί από Σελίδα 117

118 την διαδικασία της δοκιμής, από τη διάρκεια των σταδίων φόρτισης καθώς και από το μέγεθος της αύξησης του φορτίου στα τελευταία στάδια. Για όλες τις περιπτώσεις στις οποίες η διάρκεια των σταδίων φόρτισης ήταν σχετικά μικρή αλλά ο ρυθμός των μετακινήσεων στο τέλος του σταδίου ήταν αρκετά υψηλός ( > 0,5mm/hour), συστήνεται να υπολογιστούν για κάθε στάδιο φόρτισης οι μετατοπίσεις σε άπειρο χρόνο και έτσι θα καθοριστεί η σωστή καμπύλη των μετατοπίσεων συναρτήσει του φορτίου. Η παραπάνω καμπύλη ορίζει τη συμβατική οριακή αντίσταση του πάσσαλου R conv Για την καμπύλη 5 του σχήματος 8-14, σαν οριακή αντοχή του πάσσαλου ορίζεται η οριακή αντοχή του υλικού του Για όλες τις άλλες περιπτώσεις σαν οριακή αντοχή του πασσάλου ορίζεται η τιμή του φορτίου που αντιστοιχεί σε μετατοπίσεις ίσες με το 10 % D b Η ίδια συμβατική οριακή αντοχή πρέπει να υπολογιστεί και να αναφερθεί όταν χρησιμοποιούνται μέθοδοι επέκτασης προκειμένου να εκτιμηθεί η οριακή αντοχή του πασσάλου που αντιστοιχεί σε μεγάλες μετατοπίσεις. Όμοιοι ορισμοί ισχύουν και για την ασυμπωτική και συμβατική αντοχή της αιχμής του πάσσαλου αλλά και για την αντοχή της πλευρικής τριβής. Όταν καθορίζονται οι συμβατικές οριακές τιμές δεν πρέπει να λαμβάνονται υπόψη οι ελαστικές παραμορφώσεις του πάσσαλου. Υπολογισμός της αντοχής διαρροής R y Η αντοχή διαρροής R y ορίζεται σαν η τιμή πέρα της οποίας ο ρυθμός των αξονικών μετατοπίσεων του πάσσαλου υπό σταθερό φορτίο παρουσιάζει ιδιαίτερη αύξηση. Η αντοχή διαρροής υπολογίζεται αναλυτικά ή γραφικά σαν εκείνο το σημείο της καμπύλης του συντελεστή διαρροής α y συναρτήσει του φορτίου, το οποίο παρουσιάζει τη μέγιστη καμπυλότητα (σχήμα 8-7). Ο συντελεστής διαρροής α y Σελίδα 118

119 υπολογίζεται από την καμπύλη των μετατοπίσεων συναρτήσει του δεκαδικού λογάριθμου του χρόνου μέσω της σχέσης : a y s logt s logt Το χρονικό διάστημα πρέπει να λαμβάνεται ίδιο για όλα τα στάδια φόρτισης. Σελίδα 119

120 9 Αξιοποίηση των αποτελεσμάτων των δοκιμαστικών φορτίσεων βάσει του Ευρωκώδικα 7 Σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 7 και την παράγραφο η εκτίμηση της χαρακτηριστικής αντοχής ενός πάσσαλου R c,k μπορεί να γίνει : Με στατικές δοκιμαστικές φορτίσεις πασσάλων Με υπολογισμούς που έχουν ως βάση αποτελέσματα γεωτεχνικών δοκιμών και συγκεκριμένα : από άμεσες συσχετίσεις με αποτελέσματα επί τόπου δοκιμών (SPT, CPT, PT) ή βάσει χαρακτηριστικών τιμών των εδαφικών παραμέτρων (π.χ. c uk ), με συνεκτίμηση εργαστηριακών και επί τόπου δοκιμών Από αξιολόγηση αποτελεσμάτων δοκιμών δυναμικών φορτίσεων Αντικείμενο της παρούσας εργασίας είναι οι στατικές δοκιμαστικές φορτίσεις των πασσάλων. Στην παράγραφο του Ευρωκώδικα 7, αναφέρονται ποιοί όροι και προϋποθέσεις πρέπει να συντρέχουν ώστε να εκτελεστούν στατικές δοκιμαστικές φορτίσεις. Από κάθε δοκιμαστική φόρτιση που θα εκτελεσθεί προκύπτει κατόπιν κατάλληλης αξιολόγησης και επεξεργασίας των αποτελεσμάτων το οριακό φορτίο πάσσαλου R c,m. Αν εκτελεστούν (n) δοκιμές θα προκύψει ίσος αριθμός οριακών φορτίων R c,m, στη συνέχεια υπολογίζεται η μέση τιμή των (R c,m ) mean καθώς και η ελάχιστη τιμή τους (R c,m ) min. Η χαρακτηριστική αντοχή R c,k προκύπτει με την χρήση των συντελεστών συσχέτισης ξ 1 και ξ 2 οι οποίοι δίνονται στον πίνακα Α.9 του Ευρωκώδικα 7, εφαρμόζοντας τον τύπο : R ck, ( R ) ( R ) c, m mean c, m min min{, } 1 2 Ακολουθεί ο πίνακας 9-1 στον οποίο αναγράφονται οι συντελεστές συσχέτισης ξ 1 και ξ 2 για τον υπολογισμό της χαρακτηριστικής αντοχής από δοκιμαστικές φορτίσεις. Τις παρακάτω τιμές των συντελεστών συσχέτισης δέχεται και το εθνικό προσάρτημα του Ευρωκώδικα 7. Σελίδα 120

121 Πίνακας 9-1 : Οι συντελεστές συσχέτισης ξ 1 και ξ 2 Στις περιπτώσεις όπου η θεμελίωση διαθέτει επαρκή ακαμψία και αντοχή με αποτέλεσμα να είναι δυνατή η ανακατανομή της φόρτισης εντός της πασσαλομάδας, επιτρέπεται η χρήση απομειωμένων συντελεστών ξ, για αυτόν τον σκοπό οι παραπάνω συντελεστές ξ 1 και ξ 2 διαιρούνται με 1,10 υπό την προϋπόθεση ότι η τελική τους τιμή δεν μπορεί να ληφθεί μικρότερη από 1,00. Κατόπιν η αντοχή σχεδιασμού R c,d, υπολογίζεται από τη χαρακτηριστική αντοχή R c,k χρησιμοποιώντας τον τύπο R c,d = R c,k / γ t όπου γ t είναι ο επί μέρους συντελεστής επί της συνολικής αντοχής και λαμβάνεται από τους πίνακες Α.6 και Α.7 του Ευρωκώδικα 7. Στις περιπτώσεις που μέσω των δοκιμαστικών φορτίσεων μπορεί να γίνει χωριστή εκτίμηση της χαρακτηριστικής αντοχής βάσης R b,k και της πλευρικής τριβής R s,k τότε η χαρακτηριστική αντοχή του πάσσαλου ισούται με το άθροισμα τους : R c,k = R b,k + R s,k Στη συνέχεια για να υπολογιστεί η αντοχή σχεδιασμού, εφαρμόζονται επί των χαρακτηριστικών αντοχών η επιμέρους συντελεστές γ R (πίνακες Α.6 και Α.7 του Ευρωκώδικα 7) σύμφωνα με τις σχέσεις : R c,d = R b,k / γ b + R s,k / γ s ή R c,d = R c,k / γ t Προκειμένου να γίνει κατανοητή η εφαρμογή των παραπάνω σχέσεων και των συντελεστών συσχέτισης θα παρουσιαστεί ένα σύντομο αριθμητικό παράδειγμα. Σε πάσσαλους εκτόπισης διαμέτρου 0,5 μέτρων και μήκους 15 μέτρων εκτελέστηκαν 3 δοκιμαστικές φορτίσεις, προκειμένου να βρούμε το οριακό φορτίο της κάθε φόρτισης, αναζητούμε στο διάγραμμα μετατοπίσεων (καθιζήσεων) συναρτήσει του φορτίου, εκείνη την τιμή του φορτίου στην οποία αντιστοιχεί καθίζηση ίση με το Σελίδα 121

122 10% της διαμέτρου του πάσσαλου δηλαδή 50mm. Με εφαρμογή αυτού του κριτηρίου προκύπτουν οι παρακάτω τιμές οριακών φορτίων : Πρώτη δοκιμαστική φόρτιση : οριακό φορτίο 6,00 ΜΝ Δεύτερη δοκιμαστική φόρτιση : οριακό φορτίο 7,00 ΜΝ Τρίτη δοκιμαστική φόρτιση : οριακό φορτίο 6,30 ΜΝ Ζητείται να υπολογιστεί η χαρακτηριστική αντοχή R c,k των πασσάλων καθώς και η αντοχή σχεδιασμού R c,d. Οι μέση τιμή των παραπάνω οριακών φορτίων είναι (R c,m ) mean = 6,43 ΜΝ και η ελάχιστη τιμή τους (R c,m ) min = 6,00 ΜΝ. Υποθέτουμε ότι ο κεφαλόδεσμος δεν έχει τη δυνατότητα ανακατανομής των φορτίων οπότε από τον πίνακα 1 ξ 1 = 1,20 και ξ 2 = 1,05, επομένως η χαρακτηριστική αντοχή θα ισούται με : R ck, ( R ) ( R ) 6,43 6, c, m mean c, m min min{, } min{, } 5, MN Και η αντοχή σχεδιασμού θα ισούται με R c,d = R c,k / γ t = 5,36 / 1,10 = 4,87 ΜΝ Οι τιμές του επιμέρους συντελεστή γ t ορίζονται στον πίνακα Α.6 του παραρτήματος Α του ΕΝ Επειδή στην Ελλάδα η ανάλυση των θεμελιώσεων με πάσσαλους γίνεται με τον τρόπο ανάλυσης 2* ( DA-2*), εφαρμόζεται η στήλη R2, επομένως : γ t = 1,10. Σελίδα 122

123 10 Παρουσίαση στατικής δοκιμαστικής φόρτισης ελέγχου πάσσαλου θεμελίωσης βάθρου γέφυρας Η δοκιμαστική φόρτιση που θα περιγραφεί εκτελέστηκε σε έναν αντιπροσωπευτικό πάσσαλο που χρησιμοποιήθηκε για τη θεμελίωση των βάθρων της γέφυρας Β530 του τμήματος Μαλιακού Κλειδί του αυτοκινητόδρομου Π.Α.Θ.Ε. Σκοπός της δοκιμαστικής φόρτισης ελέγχου είναι να προσδιοριστεί η συμπεριφορά του πάσσαλου υπό στατική αξονική θλιπτική φόρτιση. Η δοκιμαστική φόρτιση και η αξιολόγηση των αποτελεσμάτων έγιναν από την εταιρία Γεώγνωση Α.Ε. Περιγραφή της διάταξης της δοκιμαστικής φόρτισης Το βάθρο της γέφυρας Α1 θεμελιώθηκε πάνω σε τέσσερις πάσσαλους οπλισμένου σκυροδέματος διαμέτρου 1,2 m και μήκους 20m. Προκειμένου να εκτελεστεί η δοκιμαστική φόρτιση επιλέχτηκε ο λειτουργικός πάσσαλος P2 (σχήμα 10-1), ο οποίος είναι αντιπροσωπευτικός, καθώς κατασκευάστηκε με την ίδια μέθοδο και είναι ίδιων χαρακτηριστικών με τους υπόλοιπούς πάσσαλους της θεμελίωσης του Α1 βάθρου. Επομένως τα συμπεράσματα που θα προκύψουν από τη δοκιμή και την αποτίμηση των αποτελεσμάτων μπορούν να θεωρηθούν αντιπροσωπευτικά και για τους υπόλοιπους πάσσαλους υποθέτοντας ότι οι γεωτεχνικές συνθήκες είναι όμοιες. Σύμφωνα με την μελέτη σχεδιασμού του έργου, η φέρουσα ικανότητα των πασσάλων του βάθρου Α1 υπολογίστηκε ίση με Q call = 3715 kn. Το μέγιστο φορτίο στην οριακή κατάσταση λειτουργικότητας σύμφωνα με τη μελέτη σχεδιασμού της θεμελίωσης είναι maxn serv = 4625 kn. Επομένως το μέγιστο φορτίο που υποβλήθηκε κατά την εκτέλεση της δοκιμής ήταν 1,5 * maxn serv = 6938 kn 6948 kn. Η διάταξη που χρησιμοποιήθηκε για την επιβολή φορτίων στον δοκιμαζόμενο πάσσαλο, χρησιμοποιώντας υδραυλικούς γρύλους, αποτελείται από μια μεταλλική δοκό αντίδρασης, οι οποία αγκυρώθηκε τους 2 παρακείμενους πάσσαλους που φαίνονται στο σχήμα 10-2 και στην εικόνα Σελίδα 123

124 Σχήμα 10-1 : Η κάτοψη της θεμελίωσης του βάθρου Α2 Σελίδα 124

125 Σχήμα 10-2 : Η χρησιμοποιούμενη διάταξη για την εκτέλεση της δοκιμαστικής φόρτισης Σελίδα 125

126 Εικόνα 10-1 : Η χρησιμοποιούμενη διάταξη για την εκτέλεση της δοκιμαστικής φόρτισης (Γεώγνωση Α.Ε) Περιγραφή του συστήματος φόρτισης Το σύστημα φόρτισης αποτελείται από τέσσερις υδραυλικούς γρύλλους διπλής ενέργειας, χωρητικότητας 2500 kn ο καθένας και χτυπήματος βύθισης 100mm, οι οποίοι τοποθετήθηκαν παράλληλα. Μια ηλεκτρική αντλία προσκομίζει με ακρίβεια λάδι σταθερής πίεσης στο υδραυλικό κύκλωμα. Ο έλεγχος των επιβαλλόμενων πιέσεων γίνεται μέσω 2 μανόμετρων ακριβείας, ενός ψηφιακού και ενός αναλογικού, τα οποία επιτρέπουν ακρίβεια ανάγνωσης των επιβαλλόμενων πιέσεων, που αντιστοιχεί σε ± 4 kn της αξονικής δύναμης. Για την διεξαγωγή της δοκιμής, οι τέσσερις υδραυλικοί γρύλλοι τοποθετήθηκαν στην κορυφή του δοκιμαζόμενου πάσσαλου P2 (σχήμα 10-2 και εικόνα 10-2). Η δοκός αντίδρασης αγκυρώθηκε στους πάσσαλους P1 και P2 και στους πρόσθετους πάσσαλους AP1 και AP2 (σχήμα 10-2). Σελίδα 126

127 Εικόνα 10-2 : Το σύστημα φόρτισης (τέσσερις γρύλλοι) και καταγραφής των μετατοπίσεων του πάσσαλου (Γεώγνωση Α.Ε.) Το πρόγραμμα και η διαδικασία φόρτισης Το πρόγραμμα της φόρτισης, η διάρκεια εκτέλεσης της δοκιμής καθώς και η ανάλυση και αξιολόγηση των δεδομένων έγιναν σύμφωνα με τις Ελληνικές τεχνικές προδιαγραφές Ε άρθρο 5 και τις αμερικάνικες προδιαγραφές ASTM D "Standard test method for piles under static axial compressive load ". Εφαρμόστηκε ένας κύκλος φόρτισης και αποφόρτισης ο οποίος αποτελείται από τα στάδια του πίνακα Σε κάθε στάδιο, η πίεση επιβάλλεται στιγμιαία και διατηρείται σταθερή μέχρι το τέλος. Οι μετρήσεις και οι καταγραφές της δοκιμής είχαν διάρκεια 3 ώρες και 22 λεπτά. Σελίδα 127

128 Πίνακας 10-1 : Το πρόγραμμα φόρτισης και αποφόρτισης της δοκιμαστικής φόρτισης Συσκευές για την μέτρηση των μετατοπίσεων Οι κατακόρυφες μετακινήσεις της κεφαλής του πάσσαλου μετρήθηκαν από ένα σύστημα τεσσάρων ψηφιακών μετρητών, συμμετρικά τοποθετημένων, στo εξωτερικό τμήμα του πάσσαλου, στις δυο δοκούς αναφοράς (σχήμα 10-2 και εικόνα 10-2). Οι δοκοί αναφοράς είχαν μήκος 9,6 m, και ήταν κατάλληλα τοποθετημένες ώστε να μην επηρεαστούν οι μετρήσεις από τη διαδικασία φόρτισης. Οι δοκοί ήταν σταθερά ενσωματωμένες στο έδαφος, το ένα άκρο τους ήταν ελεύθερο μετακινήσεων ενώ το άλλο μπορούσε να ολισθαίνει πάνω σε μεταλλικούς κυλίνδρους. Οι ψηφιακοί μετρητές έχουν ακρίβεια 0,02mm, και είναι συνδεδεμένοι σε καταγραφέα δεδομένων με ρυθμό δειγματοληψίας ενός λεπτού. Οι μετρήσεις των μετατοπίσεων του κάθε μετρητή καταγράφονται και αποθηκεύονται με συνεχή ρυθμό. Επιπρόσθετα, δυο αναλογικοί μετρητές ήταν τοποθετημένοι στο εξωτερικό τμήμα των πασσάλων αγκύρωσης της δοκού αντίδρασης, προκειμένου να μετρώνται οι ανυψώσεις των πασσάλων αντίδρασης κατά τη διάρκεια της δοκιμής. Αποτελέσματα της δοκιμαστικής φόρτισης Τα αποτελέσματα των μετρήσεων κατά τη διάρκεια του κύκλου φόρτισης της κεφαλής του πάσσαλου παρουσιάζονται στον πίνακα 10-2 και στο διάγραμμα μετατοπίσεων συναρτήσει του φορτίου του σχήματος Σελίδα 128

129 Πίνακας 10-2 : Τα στάδια φόρτισης, τα επιβαλλόμενα φορτία και οι προκύπτουσες μετατοπίσεις Στον παραπάνω πίνακα Δz1-Δz4, είναι οι μετρήσεις μεταβολής αξονικής μετατόπισης για κάθε βαθμίδα φορτίου, Δz, είναι η μέση μεταβολή αξονικής μετακίνησης για κάθε βαθμίδα φορτίου και z είναι η συνολική μέση αξονική μετακίνηση του πάσσαλου. Σελίδα 129

130 Σχήμα 10-3 : Η καμπύλη των μετατοπίσεων της κεφαλής του πάσσαλου συναρτήσει του επιβαλλόμενου φορτίου Αξιολόγηση των αποτελεσμάτων Μέσω της δοκιμαστικής φόρτισης μπορεί να γίνει εκτίμηση του μέτρου ελαστικότητας του συστήματος πάσσαλου εδάφους, σχετιζόμενου με το επιβαλλόμενο φορτίο. Επίσης μπορεί να γίνει εκτίμηση του οριακού θλιπτικού φορτίου του πάσσαλου με την προϋπόθεση να συμβεί αστοχία κατά την επιβολή του μέγιστου φορτίου Με βάση τα αποτελέσματα του σχήματος 10-3, θεωρείται ότι η ελαστική συμπεριφορά του δοκιμαζόμενου πάσσαλου (κατά την οποία η αύξηση των καθιζήσεων είναι σχεδόν αμελητέα και οι εναπομένουσες καθιζήσεις μετά την αφαίρεση του φορτίου είναι σχετικά μικρού μεγέθους) πρακτικά επεκτείνεται ως Σελίδα 130