ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΙΣ»

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΙΣ»"

Οὐλίξης Αλεβιζόπουλος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΙΣ» 7ο Εξ. ΠΟΛ-ΜΗΧ ΜΗΧ. ΕΜΠ - Ακαδ. Ετος 25-6 ΔΙΑΛΕΞΗ 11 Θεμελιώσεις με πασσάλους : Καθιζήσεις πασσάλων Κατηγοίες πασσάλων 2. Αξονική φέουσα ικανότητα μεμονωμένου πασσάλου 2.1 Εμπηγνυόμενοι πάσσαλοι (πάσσαλοι εκτοπίσεως) 2.2 Εγχυτοι πάσσαλοι (φεατοπάσσαλοι) 2.3 Ανάλυση πασσάλων κατά τον Ευωκώδικα 7 3. Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου 4. Ομάδες πασσάλων 4.1 Φέουσα ικανότητα ομάδας 4.2 Καθιζήσεις ομάδας 5. Εγκάσια φότιση πασσάλων

2 Εκτίμησητηςκαμπύληςφοτίου() - υποχώησης () πασσάλου μέσω των καμπύλων ανάπτυξης πλευικής τιβής και αντίστασης αιχμής 1. Με την πααδοχή ότι ο πάσσαλος δεν συμπιέζεται (δηλ. = σταθεό) : f s q Για διάφοες τιμές της καθίζησης () της κεφαλής υπολογίζονται : τα f s και q και εξ αυτών τα s και, οπότε : = s + s = π D i f si Δz i = Εκτίμησητηςκαμπύληςφοτίου() - υποχώησης () πασσάλου μέσω των καμπύλων ανάπτυξης πλευικής τιβής και αντίστασης αιχμής q εύος ανάπτυξης του f su εύος ανάπτυξης του q u Ανάπτυξη πλευικής τιβής (f s ) στην παάπλευη επιφάνεια του πασσάλου, μέσω της σχετικής ολίσθησης (βύθισης) του πασσάλου ως πος το πειβάλλον έδαφος = (.4% - 1.2%) D = 4 15 mm Ανάπτυξη αντίστασης αιχμής (q ) στην βάση του πασσάλου, μέσω της βύθισης (καθίζησης) τη βάσης του πασσάλου = (4% - 1%) D = 3-1 mm

3 Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου : Εάν είναι γνωστές οι καμπύλες ανάπτυξης της πλευικής τιβής ( f s ) και της αντίστασης αιχμής ( q ) συνατήσει της καθίζησης () του πασσάλου, μποεί να υπολογισθεί η καμπύλη φοτίου καθίζησης ( ) του πασσάλου Ο υπολογισμός είναι σχετικώς εύκολος εάν θεωηθεί ότι ο πάσσαλος είναι αξονικά ασυμπίεστος. Σε διαφοετική πείπτωση, απαιτείται αιθμητική διαδικασία Ανάληψη φοτίων από θλιβόμενους πασσάλους Καθίζηση συμπίεση πασσάλου Καθίζηση αιχμής s = s + Κατανομή της πλευικής τιβής στον πάσσαλο : Η αχική αύξηση του f s με το βάθος οφείλεται στην βελτίωση των ιδιοτήτων του εδάφους. Σε μεγαλύτεα βάθη, το f s μειώνεται λόγω μείωσης της σχετικής μετακίνησης πασσάλου-εδάφους.

4 Ανάληψη φοτίων από θλιβόμενους πασσάλους (συμπιεστούς αξονικά) Παάδειγμα ποσεγγιστικής κατανομής της πλευικής τιβής κατά μήκος πασσάλου Πάσσαλος : μήκος L=15m, διάμετος B =.45m =.159 m 2 Εδαφος : αμμώδης σχηματισμός οιακή πλευική τιβή f su = 15 kpa oιακή μοναδ. αντίστ. αιχμής q u = 4 Ma Δίνονται οι καμπύλες f s καιq, όπως στο σχήμα. Οιακό φοτίο πασσάλου : su = π B L f su = 3.14 x.45 x 15 x.15 = 3.18 MN u = q u =.159 x 4 =.64 MN u = su + u = = 3.82 MN Συντελεστής ασφαλείας πασσάλου : FS=2 Φοτίο λειτουγίας πασσάλου : = u / FS = 3.82 / 2 = 1.9 MN Δοκιμαστικός ποσδιοισμός της καθίζησης που αντιστοιχεί στο φοτίο λειτουγίας : Έστω καθίζηση αιχμής : 3 mm Ανάληψη φοτίων από θλιβόμενους πασσάλους (συμπιεστούς αξονικά) Παάδειγμα ποσεγγιστικής κατανομής της πλευικής τιβής κατά μήκος πασσάλου Καθίζηση αιχμής : 3 mm Μοναδ. αντίσταση αιχμής: q =.93 MPa Αντίσταση αιχμής : =.15 MN Στοιχεία αιχμής πασσάλου : σ = / =.15 /.159 =.93 MPa ε = σ / Ε b =.93 / 3 =.31 Μέσο φοτίο κατά μήκος του πασσάλου : m =.5 x ( ) = 1.25 MN Μέση τάση στον πάσσαλο : σ m = m / = 1.25 /.159 = 6.45 MPa Μέση πααμόφωση πασσάλου : ε = σ m / b = 6.45 / 3 =.21 Συμπίεση του πασσάλου : Δ = ε L =.21 x 15 cm = 3.2 mm Καθίζηση κεφαλής : = 6.2 mm Κεφαλή πασσάλου : σ = / = 11.9 MPa ε = σ / Ε b = 11.9 / 3 =.4 Έλεγχος : s = 3.14 x.45 x 15 x 85 = 1.8 MN 1.75

5 Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου : Μέθοδος ποσδιοισμού της καμπύλης για έγχυτους πασσάλους, κατά το DIN 414 Πααδοχή : Ο πάσσαλος θεωείται ασυμπίεστος αξονικά : δηλαδή κεφαλής = αιχμής 1.1 Καμπύλες ανάπτυξης της πλευικής τιβής ( f s ) κάθε είδους εδάφη f s f = su για su su f s = f su για > su όπου : = min {.5 +.5cm, cm } su su 3 su = οιακή αντίσταση τιβής σε ΜΝ su = καθίζηση κεφαλής σε cm Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου Μέθοδος ποσδιοισμού της καμπύλης για έγχυτους πασσάλους κατά το DIN Καμπύλες ανάπτυξης της μοναδιαίας αντίστασης αιχμής ( q ) σε MPa Σε μή-συνεκτικά εδάφη (D = διάμετος πασσάλου) : / D >.1 Αντίσταση αιχμής κώνου (q c ) δοκιμής CPT σε MPa Τιμές του q σε MPa

6 Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου Μέθοδος ποσδιοισμού της καμπύλης για έγχυτους πασσάλους κατά το DIN Καμπύλες ανάπτυξης της μοναδιαίας αντίστασης αιχμής ( q ) σε MPa Σε συνεκτικά εδάφη (D = διάμετος πασσάλου) : / D Αστάγγιστη διατμητική αντοχή c u (kpa) > = q u = q u Τιμές του q σε MPa Μέθοδος ποσδιοισμού της καμπύλης κατάτοdin 414 Παάδειγμα εφαμογής : Στώση Ι : Στιφή άγιλος, γ = 18 kn/m 3 Αστάγγιστη διατμητική αντοχή : c u = 125 kpa Οιακή αντίσταση πλευικής τιβής : Στώση ΙΙ : Πυκνή άμμος, γ = 2 kn/m 3 με SPT N = 45 Έγχυτος πάσσαλος με L = 2m, D =.8m : 1. Υπολογισμός της οιακής φέουσας ικανότητας : Από τους πίνακες του DIN 414 : Στώση Ι : f su = 45 kpa Στώση ΙΙ : q c =.5 N =.5 x 45 = 22.5 MPa f su = 12 kpa και q u = 3.75 MPa su = π D f Δz su = 3.14 x.8 x (45 x x 3) = = 2261 kn su Οιακή αντίσταση αιχμής : = u q u = 3.14 x.8 2 / 4 =.524 m 2 u =.524 x 375 = 1884 kn Οιακή αντίσταση πασσάλου : u = su + u = = 4145 kn

7 Μέθοδος ποσδιοισμού της καμπύλης κατάτοdin 414 Παάδειγμα εφαμογής : 2. Υπολογισμός της καμπύλης - : 2.1 Πλευική τιβή : {.5.5cm, cm } su = min su + 3 su = MN su =1.63cm και : s = min {( / su ) su, su } 2.2 Αντίσταση αιχμής : Αντοχή κώνου : q c =.5 N =.5 x 45 = 22.5 MPa / D (cm) q (MPa) (kn) =.524 m >.1 > Μέθοδος ποσδιοισμού της καμπύλης κατάτοdin 414 Παάδειγμα εφαμογής : / D -(cm) -(MPa) s -(kn) -(kn) -(kn) su = u = >.1 > ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ : Θεωήθηκε ότι ο πάσσαλος είναι ασυμπίεστος αξονικά (δηλαδή κεφαλής = αιχμής ) Για συντελεστή ασφαλείας έναντι υπέβασης της φέουσας ικανότητας FS = 2 : max = u / 2 = 4145 / 2 = 272 kn Η καθίζηση του πασσάλου για το φοτίο αυτό (μέγιστο φοτίο λειτουγίας) είναι : = 11mm καθίζηση κεφαλής πασσάλου (cm) Αντίσταση (kn) s s+

8 Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου 2. Μέθοδοι βασισμένες στη θεωία ελαστικότητας (Poulos & Davis, 198) = καθίζηση κεφαλής πασσάλου P = φοτίο πασσάλου, L = μήκος πασσάλου Ε = μέτο ελαστικότητας εδάφους = P L I = συντελεστής επιοής που εξατάται από το πάχος (h) της συμπιεστής στώσης, την διάμετο (d) του πασσάλου και τον λόγο Poisson (ν) του εδάφους I Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου 3. Μέθοδοι βασισμένες στη θεωία ελαστικότητας (γενικευμένη μέθοδος Poulos & Davis, 198) Πάσσαλοι τιβής (αιωούμενοι) : Πάσσαλοι αιχμής (εδαζόμενοι) : P = I1 Rk Rh R ν d = P d = Καθίζηση κεφαλής πασσάλου Ρ = φοτίο πασσάλου Ε = μέτο ελαστικότητας εδάφους d = διάμετος πασσάλου Ι 1 = συντελεστής επιοής R i = διοθωτικοί συντελεστές Κ = συντελεστής ακαμψίας πασσάλου Ε = μέτο ελαστικότητας πασσάλου Α = εμβαδόν διατομής πασσάλου Α s = εμβαδόν συμπαγούς διατομής πασσάλου I K = 1 R k s R b R ν

9 Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου 3. Μέθοδοι βασισμένες στη θεωία ελαστικότητας (γενικευμένη μέθοδος Poulos & Davis, 198) K = s Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου 3. Μέθοδοι βασισμένες στη θεωία ελαστικότητας (γενικευμένη μέθοδος Poulos & Davis, 198) K = s

Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου 3. Μέθοδοι βασισμένες στη θεωία ελαστικότητας (γενικευμένη μέθοδος Poulos & Davis, 198) K = s Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου 4α.

10 Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου 3. Μέθοδοι βασισμένες στη θεωία ελαστικότητας (γενικευμένη μέθοδος Poulos & Davis, 198) K = s Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου 4α. Πείπτωση ανάπτυξης ανητικής τιβής στο ανώτεο τμήμα του Επιφανειακή φότιση Στην πείπτωση επιφανειακής φότισης δίπλα σε πασσάλους (π.χ. επιχώματα πόσβασης σε γέφυα της οποίας τα ακόβαθα θεμελιώνονται με πασσάλους), το έδαφος δίπλα στον πάσσαλο μποεί να υποχωεί (λόγω στεεοποίησης υπό το βάος της επιφότισης) ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟ απ ότι υποχωεί ο πάσσαλος (υπό το φοτίο της ανωδομής). Ανητική τιβή αναπτύσσεται στο τμήμα του πασσάλου όπου : πασσάλου < εδάφους Πολύ μαλακό έδαφος ανθεκτικότεο έδαφος sn s sn s + = +

11 Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου 4α. Πείπτωση ανάπτυξης ανητικής τιβής στο ανώτεο τμήμα του εδάφους - πασσάλου sn s sn s + = + Τυπική πείπτωση ανάπτυξης ανητικής τιβής σε βαθειές θεμελιώσεις λόγω συμπίεσης της ανώτεης εδαφικής στώσης Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου 4β. Πείπτωση ανάπτυξης ανητικής τιβής στο κατώτεο τμήμα του Συμπίεση Συμπίεση Τυπικές πειπτώσεις ανάπτυξης ανητικής τιβής σε βαθειές θεμελιώσεις λόγω συμπίεσης του κατώτεου τμήματος της εδαφικής στώσης

12 Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου 4β. Πείπτωση ανάπτυξης ανητικής τιβής στο κατώτεο τμήμα του Τυπική πείπτωση ανάπτυξης ανητικής τιβής σε βαθειές θεμελιώσεις λόγω συμπίεσης του κατώτεου τμήματος της εδαφικής στώσης

Σχετικά έγγραφα

Ανάληψη αξονικού φορτίου από πάσσαλο

Ανάληψη αξονικού φορτίου από πάσσαλο ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΗΣ ΕΠΟΠΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΔΙΑΛΕΞΕΩΝ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ «Αλληλεπίδαση Εδάφους Κατασκευής» 8 ο Εξ. ΠΟΛ. ΜΗΧ. - Ακαδ. Ετος 6 7 Διδάσκοντες : Γ. Γκαζέτας