Θ Ε Μ Ε Λ Ι Ω Σ Ε Ι Σ

Transcript

1 Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Πολιτικών ομικών Έργων Θ Ε Μ Ε Λ Ι Ω Σ Ε Ι Σ Παραδόσεις Θεωρίας ιδάσκων: Κίρτας Εμμανουήλ Σέρρες, Σεπτέμβριος 2010 Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Σχολή Τεχνολογικών Εφαρμογών Τμήμα Πολιτικών ομικών Έργων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Εισαγωγή στις θεμελιώσεις - αντιστηρίξεις

2 Μάθημα: Θεμελιώσεις (6ο εξάμηνο) σελ. 1.3 Τεχνικά έργα και έδαφος Ο κλάδος της Εδαφομηχανικής των Θεμελιώσεων και γενικότερα της Γεωτεχνικής Μηχανικής ασχολείται με τα τεχνικά έργα που βρίσκονται σε επαφή με το έδαφος ή εντός του εδάφους: Θεμελιώσεις: πρόκειται για το τμήμα των κατασκευών που μεταφέρουν τα φορτία τους στο υποκείμενο έδαφος Αντιστηρίξεις: πρόκειται για κατασκευές με στόχο την αντιστήριξη-συγκράτηση του εδάφους σε μια θέση ισορροπίας Υπόγειες κατασκευές: πρόκειται για έργα τα οποία βρίσκονται κάτω από το έδαφος (σήραγγες, υπόγειοι σταθμοί κτλ) Κοινή συνισταμένη όλων των παραπάνω έργων η ύπαρξη του εδάφους Μάθημα: Θεμελιώσεις (6ο εξάμηνο) σελ. 1.4 Κατηγορίες υπεδάφους Το υπέδαφος διακρίνεται σε δυο γενικές κατηγορίες: Βράχος: Αποτελεί το κατώτερο τμήμα κάθε εδαφικής απόθεσης. Σε κάποιες περιπτώσεις εμφανίζεται και επιφανειακά (βραχώδης έξαρση). ) Η μελέτη βραχωδών σχηματισμών είναι αντικείμενο της Βραχομηχανικής. Βραχώδης έξαρση Έδαφος Βραχώδεις σχηματισμοί μ

3 Μάθημα: Θεμελιώσεις (6ο εξάμηνο) σελ. 1.5 Κατηγορίες υπεδάφους Το υπέδαφος διακρίνεται σε δυο γενικές κατηγορίες: Έδαφος: Αναφέρεται σε χωμάτινους σχηματισμούς και αποτελεί τον συνήθη τύπο υπεδάφους που συναντάται στις θεμελιώσεις λώ και στα υπόγεια έργα μικρού σχετικά βάθους. Η μελέτη εδαφικών σχηματισμών είναι αντικείμενο της Εδαφομηχανικής. Βραχώδης έξαρση Έδαφος Βραχώδεις σχηματισμοί μ Μάθημα: Θεμελιώσεις (6ο εξάμηνο) σελ. 1.6 Κατηγορίες εδάφους Το έδαφος μπορεί να ταξινομηθεί σε διάφορες κατηγορίες: Βασική ταξινόμηση εδαφών: 1. Μη συνεκτικά (κοκκώδη) εδάφη Άμμοι και αμμοχάλικα 2. Συνεκτικά εδάφη Άργιλοι και ιλείς 3. Μίγματα των δυο προηγούμενων τύπων Άργιλώδεις άμμοι, αμμώδεις άργιλοι Το είδος του εδάφους αλλά και οι γενικότερες συνθήκες (υπόγειοςό ορίζοντας, μορφή φόρτισης) καθορίζουν τη συμπεριφορά του αναφορικά με την αντοχή του και τις αναπτυσσόμενες καθιζήσεις.

4 Μάθημα: Θεμελιώσεις (6ο εξάμηνο) σελ. 1.7 Εδαφική συμπεριφορά σε τεχνικά έργα Η επιρροή της εδαφικής συμπεριφοράς σε διάφορα τεχνικά έργα αφορά μεταξύ άλλων τα παρακάτω θέματα: Φέρουσα ικανότητα του εδάφους (αντοχή του εδάφους) Αναπτυσσόμενες καθιζήσεις μετακινήσεις στο έδαφος Αναπτυσσόμενες εδαφικές ωθήσεις (στατικές και δυναμικές) Ευστάθεια πρανών (μορφές γενικής αστοχίας εδάφους) ιαπερατότητα εδάφους και υδατική ροή Μετάδοση σεισμικών κυμάτων (δυναμική συμπεριφορά εδάφους) Ρευστοποίηση εδάφους (λόγω υδατικής ροής αλλά κυρίως δυναμική) Αλληλεπίδραση εδάφους κατασκευής (κυρίως δυναμική αλληλεπίδραση) Μάθημα: Θεμελιώσεις (6ο εξάμηνο) σελ. 1.8 Αντικείμενο του μαθήματος Το αντικείμενο του μαθήματος περιλαμβάνει: Σχεδιασμό επιφανειακών θεμελιώσεων - προσδιορισμός φέρουσας ικανότητας εδάφους - επιλογή τύπου και διαστάσεων θεμελίωσης και υπολογισμός οριακών αναπτυσσόμενων τάσεων στο έδαφος - διαστασιολόγηση θεμελίωσης (επιλογή οπλισμού και σχετικοί έλεγχοι) Σχεδιασμό βαθιών θεμελιώσεων - υπολογισμός φέρουσας ικανότητας μεμονωμένου πασσάλου - υπολογισμός καθίζησης μεμονωμένου πασσάλου Σχεδιασμό αντιστηρίξεων (τοίχος βαρύτητας) - υπολογισμός φορτίων σε αντιστήριξη - διαστασιολόγηση αντιστήριξης τύπου τοίχου βαρύτητας

5 Μάθημα: Θεμελιώσεις (6ο εξάμηνο) σελ. 1.9 Επιφανειακές Θεμελιώσεις Πρόκειται για θεμελιώσεις όπου το βάθος θεμελίωσης (D) είναι μικρό σε σχέση με το πλάτος τους (B), δηλαδή για θεμελιώσεις μικρού βάθους (αβαθής) και όχι μόνο για θεμελιώσεις που εδράζονται στην επιφάνεια Χρησιμοποιούνται στην πλειοψηφία των συνηθισμένων οικοδομικών έργων Έχουν ως στόχο την κατανομή των κατακόρυφων φορτίων ανωδομής σε επαρκή επιφάνεια θεμελίωσης για την ανάπτυξη τάσεων στο έδαφος που να μπορεί να παραληφθεί με ασφάλεια από το εδαφικό υλικό δίχως αστοχία και σημαντικές καθιζήσεις Υπάρχουν διάφορες κατηγορίες επιφανειακών θεμελιώσεων - Μεμονωμένα πέδιλα (ενώνονται με συνδετήριες δοκούς) - Πεδιλοδοκοί - Κοιτοστρώσεις Μάθημα: Θεμελιώσεις (6ο εξάμηνο) σελ Επιφανειακές Θεμελιώσεις Μεμονωμένα πέδιλα (ενώνονται με συνδετήριες δοκούς) Πεδιλοδοκοί οί Κοιτοστρώσειςοσ

6 Μάθημα: Θεμελιώσεις (6ο εξάμηνο) σελ Βαθιές Θεμελιώσεις (Πασσαλοθεμελιώσεις) ιάφορα είδη πασσάλων (τριβής, αιχμής ή συνδυασμός) Μεμονωμένος πάσσαλος Ομάδα πασσάλων (Πηγή: Καββαδάς 2005) (Πηγή: EC7 Part 1) Μάθημα: Θεμελιώσεις (6ο εξάμηνο) σελ ιάφορα είδη αντιστηρίξεων Αντιστηρίξεις Τοίχος βαρύτητας Τοίχος βαρύτητας Ο/Σ ιαφραγματικός τοίχος (πέτασμα)

7 Μάθημα: Θεμελιώσεις (6ο εξάμηνο) σελ Περιεχόμενα διαλέξεων μαθήματος Φέρουσα ικανότητα εδάφους (εμβάθυνση διαλέξεων Εδαφομηχανικής) Υπολογισμός καθιζήσεων (εμβάθυνση διαλέξεων Εδαφομηχανικής) Σχεδιασμός επιφανειακών θεμελιώσεων Κεντρικά και έκκεντρα πέδιλα Πέδιλοδοκοί Κοιτοστρώσεις Σχεδιασμός βαθιών θεμελιώσεων (πασσαλοθεμελιώσεων) Μεμονωμένοι πάσσαλοι (φέρουσα ικανότητα και καθιζήσεις) Σχεδιασμός αντιστηρίξεων Τί Τοίχοι οπλισμένου σκυροδέματος (υποκατηγορίαί τοίχων βαρύτητας) ) Μάθημα: Θεμελιώσεις (6ο εξάμηνο) σελ Παράμετροι, σύμβολα και μονάδες Κατά την μελέτη προβλημάτων γεωτεχνικής μηχανικής εμφανίζεται ένας μεγάλος αριθμός συμβόλων,, παραμέτρων, ρω, χαρακτηριστικών και λοιπών μεγεθών και τιμών που αφορούν είτε το έδαφος είτε την ανωδομή και θεμελίωση της κατασκευής. Συχνά το ίδιο σύμβολο που αναφέρεται σε κάποιο μέγεθος σε ένα συγκεκριμένο σύγγραμμα, μπορεί να αναφέρεται σε διαφορετικό μέγεθος σε κάποια άλλη αναφορά-πηγή-σύγγραμα. Έτσι, μια τιμή π.χ. d μπορεί σε μια σχέση να αναφέρεται στο βάθος έδρασης του θεμελίου ενώ σε άλλη σχέση στο συνολικό πάχος μιας εδαφικής στρώσης. Θα πρέπει συνεπώς, σε κάθε εφαρμογή-υπολογισμό, ο μελετητής να δίνει ιδιαίτερη προσοχή στην σωστή ερμηνεία του κάθε συμβόλουμεγέθους που περιλαμβάνεται στους υπολογισμούς του. Συστήνεται κατά την επίλυση ασκήσεων η χρήση τιμών, μονάδων και μεθοδολογίας που περιγράφονται με σαφήνεια σε ένα συγκεκριμένο σύγγραμα, ενώ ο συνδυασμός τιμών και παραμέτρων από διαφορετικά βιβλία πρέπει να γίνεται με μεγάλη προσοχή.