PRIJENOS VERTIKALNIH SILA KOD DUBOKIH TEMELJA

Transcript

1 PRIJENOS VERTIKALNIH SILA KOD DUBOKIH TEMELJA Nosivost se može odrediti (prema EN ): - statičkim probnim opterećenjem - dinamičkim probnim opterećenjem (metoda dokazana usporedbom sa statičkim opterećenjem) - empirijskim ili analitičkim pristupom koji je dokazan statičkim probnim opterećenjem na usporedivoj situaciji - metodom opažanja za temelje koji se mogu usporediti s već izrađenim u sličnim uvjetima Nosivost DUBOKOG TEMELJA u vertikalnom smjeru (analitički pristup): = v + p -W gdje je: v = p = ( q * A ) n f q tn b *O n - sila na dodirnoj plohi temelj-tlo * D n - sila koju takav temelj može preuzeti trenjem po plaštu W - vlastita težina temelja q f jedinična nosivost (otpornost) na dodirnoj vodoravnoj plohi temelj tlo; A b -površina dodirne plohe temelj -tlo; n -broj slojeva sa značajnim trenjem po plaštu; q tn jedinična nosivost (otpornost) trenjem po plaštu pojedinog sloja; O n -opseg dijela temelja koji nosi po plaštu; D n -dio dubine temelja na kojem se ostvaruje trenje. Za proračun dodirnih pritisaka duboke temelje uvijek smatramo potpuno krutim. q f * (A ) >>q t * O*D b W q f * q t q t D W (A ) b q t * O*D q t q f qt D q f Masivni duboki temelj Pilot ili bunar

2 Jedinična nosivost (otpornost) na vrh (koriste se i nazivi: baza, stopa) Duboki temelji ne mogu izazvati lom tla zbog prekoračenja čvrstoće na smicanje, koji bi se očitovao na površini terena. a) b) c) D f q f σ v=ρg Df σ v=ρg D σ =ρgk D f h 0 f q f σ =ρgk D h 0 f q f Oblik plastificiranih zona oko dodirne plohe temelj-tlo kod dubokih temelja: a) proračun nosivosti dali su Terzaghi, Prandtl, Reissner, Buismann i Caquot b) Meyerhof, Jáky i de Beer c) Vesić i Berezanstev. Meyerhof koristi poznatu Terzaghi-evu jednadžbu u malo modificiranom obliku: q f B = cnc + σ0nq + ρgn 2 γ u kojoj je za duboke temelje kada je D f /B 4; σ 0 =K 0 ρ g D f B a) hrapava dodirna povr{ina temelj-tlo D f q f b) glatka dodirna povr{ina temelj-tlo β β Plastificirane zone za duboke temelje po Meyerhofu

3 Dijagrami za faktore nosivosti po Meyerhof-u

4 Jedinična nosivost trenjem po plaštu gdje su: q t - posmična čvrstoća plašt-tlo c a - adhezija plašt-tlo qt σ n - pritisak tla okomito na plašt δ - kut trenja između plašta i tla gdje su: = ca + σntgδ σn = Ksσvo = Ks γ z K S - koeficijent pritiska tla na plašt temelja γ - jedinična težina tla, z - dubina na kojoj promatramo naprezanja qt = ca + Ks γ z tgδ Problem: koju vrijednost odabrati za K s? (može biti u rasponu K A K 0 K p, što ovisi o načinu izvođenja dubokog temelja i o zbijenosti tla). P L = O 0 qt L dz = O [ ca + Ks γ z tgδ]dz 0 σ vo q t K sσ vo σ n=κ sσ vo σvo K σ s vo σ vo σ vo = g z ρ Posmično i normalno naprezanje uz plašt temeljne konstrukcije za homogeno tlo z

5 Empirijski izrazi za jediničnu otpornost na vrhu (bazi, stopi, q b = q f ) i jediničnu otpornost po plaštu (q s = q t ) pojedinačno uzdužno opterećenog pilota.

6 Negativno trenje Kod dubokih temelja oko kojih se nalazi nekonsolidirana masa stišljivog tla, javlja se dodatna vučna sila prema dolje zbog relativnog pomaka mase tla u odnosu na temelj prilikom procesa konsolidacije. = v NP W deformacija temelja sti{ljivo tlo W q t neg. slijeganje tla negativno trenje po pla{tu nesti{ljiv sloj Relativni pomak mase stišljivog tla oko dubokog temelja - pojava negativnog trenja PRIMJER: Bušeni pilot (proračun prema HRN EN :2009) - Geotehnička kategorija 2 - Granično stanje nosivosti: GEO - Proračun temeljen na analitičkoj metodi Projektni pristup 2 : A1 + M1 + R2: trajna nepovoljna djelovanja (A1): γ G = 1.35 tangens efektivnog kuta trenja (M1): γ ϕ' = 1.0 efektivna kohezija (M1): γ c' = 1.0 bušeni pilot (stopa+plašt) nosivost (R2): γ t = 1.15

7 Nosivost na vrh (stopa) npr. Meyerhof: Nosivost trenjem po plaštu: q q f t B = cnc + σ0nq + ρgn 2 = c + σ tgδ Proračun izvršiti sa parametrima c p i ϕ p (projektne vrijednosti) uz γ ϕ' = 1.0 i γ c' = 1.0. c p tgϕ c = γ p k c' tgϕ = γ ϕ ' k Treba biti zadovoljeno: f = q f A v + q t O t p f f ( + W) γg ili W γ γ γ Može se izraziti i stupanj iskorištenosti: G t a n γ ( + W) γ stupanjiskorištenosti (%) = f γ t G 100 VRSTE I NAČINI IZVOĐENJA PILOTA Prema vrsti materijala od kojeg su izrađeni piloti se dijele na: - drvene - metalne (čelične) - betonske, armirano betonske, prednapregnute betonske Prema načinu izvođena dijele se na: - zabijane pilote - nabijane pilote - utisnute pilote - kopane (bušene) pilote - mlazno injektirana tijela (piloti) - uvrtani piloti (CFA "continous flight auger pile") Postoji niz podvarijanti ovih metoda koje se najčešće nazivaju prema proizvođaču opreme.

8 Zabijati se mogu drveni, armirano-betonski i čelični piloti. Zabijaju se makarama i vibronabijačima.

9 Metoda nabijanja koristi se na način da se u tlo zabije cijev u koju se ugrađuje beton ili šljunak. čep Nabijanje pilota (Franki tehnologija s vađenjem cijevi) Utisnuti piloti služe u posebne svrhe kod sanacija temelja. stari temelj tijesak Tehnologija izvedbe utisnutih pilota

10 Kopani (bušeni) piloti izvode se na način da se do projektirane dubine izvede iskop tla i u tako pripremljenu šupljinu ugradi armatura i beton (ili šljunak ovisno o namjeni). Vrste grabilica i razbijača za izvedbu kopanih (bušenih) pilota ISKOP UGRADNJA ARMATURE BETONIRANJE Benoto tehnologija izvedbe pilota sa zaštitnom kolonom

11 "Raketa" za usitnjavanje stijene kod iskopa Grabilica za iskop bušenih pilota

12 Cijevi za betoniranje pod vodom ("kontraktor" postupak) Spiralna armatura za pilote

13 Izrada bušenog pilota Rodio tehnologija izvedbe bušenog pilota

14 Mlazno injektirana tijela postojeće tlo se miješa injekcionom (cementnom) smjesom Način izvođenja mlazno injektiranih tijela sa II faznim sustavom Izgled mlazno injektiranih tijela (iskopana pokusna dionica)

15 CFA (uvrtani piloti) Način postavljanja Izgled opreme za postavljanje CFA pilota

16 SLIJEGANJE PILOTA (uvjet graničnog stanja uporabljivosti) Ukupno slijeganje glave pilota sastoji se od: w = ws + wp + wb w S elastična deformacija pilota kao stupa pod opterećenjem w P slijeganje tla na razini baze uzrokovano dijelom sile koju pilot preko plašta prenosi na tlo w B deformacija tla ispod vrha pilota zbog opterećenja koje baza prenosi na tlo GRUPE PILOTA Prema do sada važećim propisima piloti djeluju u grupi ako je razmak osi pilota veći od (bitno je dobiti razmak u tlu koji će omogućiti prenošenje sile sa svih pilota u tlo): d za pilote koji prenose opterećenje na tlo samo preko vrha - 3 d za pilote koji nose na trenje u nekoherentnom tlu veće zbijenosti - 5 d za pilote koji nose na trenje u nekoherentnom tlu male zbijenosti, te u koherentnom tlu Grupa pilota može biti: a) slobodno stojeća b) sa naglavnom konstrukcijom koja ne dodiruje tlo c) vezana sa temeljnim blokom koji leži na tlu. a) b) c)

17 Zbog utjecaja preklapanja dodatnih naprezanja koje grupa pilota prenosi u tlo, utjecaj grupe pilota seže daleko dublje u tlo od utjecaja pojedinog pilota. slabo tlo σ v 50% σv 25% 10%σ v v dobro tlo v v v slabo tlo