Ανάλυση & Σχεδιασμός ΑΓΚΥΡΩΣΕΩΝ Γιώργος Μπουκοβάλας Καθηγητής Ε.Μ.Π. Μάϊος 2013 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 4.1 Περιγραφή Κατασκευή Αγκυρώσεων 4.2 Αστοχία Αγκυρίου 4.3 Σύνθετη Αστοχία Εδάφους κατά KRNZ 4.4 Αστοχία Σφήνας Εδάφους Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 1
4.1 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ-ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΑΓΚΥΡΩΣΕΩΝ Περιγραφή Αγκυρίων Βράχος έδαφος μήκος πάκτωσης μήκος προέντασης Εκτός από τους εύκαμπτους τοίχους αντιστηρίξεως, οι αγκυρώσεις εφαρμόζονται και στην σταθεροποίηση βραχωδών (κυρίως) πρανών, τοιχωμάτων σηραγγών κ.λ.π. Διάφοροι τύποι αγκυρίων Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 2
φάσεις κατασκευής αγκυρώσεων σε βράχο Διάτρηση & δοκιμή Εισπίεσης Εισαγωγή Τένοντα (Τσιμεντ-) Ένεση Προένταση & Έλεγχος Αντοχής Διαμόρφωση Κεφαλής Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 3
Εισαγωγή σωλήνωσης (δονητικά) Εισαγωγή Καλωδίου Εισπίεση Ενέματος Τάνυση - Έλεγχος Κατασκευή Κεφαλής Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 4
πιθανές μορφές αστοχίας (παθολογία) θ λ ί αγκυρώσεων Κατά την διαστασιολόγηση των αγκυρώσεων θα πρέπει να εξασφαλισθεί ικανοποιητική ασφάλεια έναντι των κάτωθι πιθανών μορφών αστοχίας του τένοντα ή του εδάφους: (α) αστοχία τένοντα F/ < σ θρ χάλυβα θρ (β) αστοχία αγκυρώσεως μεταξύ εδάφους και ενέματος (γ) αγκύρωση σε περιοχή μειωμένης αντοχής του εδάφους ζώνη αστοχίας ζώνη κοντά στην αστοχία για άμμο... ασφαλής ζώνη αγκύρωσης για άργιλο ;; Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 5
πιθανές μορφές αστοχίας (παθολογία) θ λ ί αγκυρώσεων Κατά την διαστασιολόγηση των αγκυρώσεων θα πρέπει να εξασφαλισθεί ικανοποιητική ασφάλεια έναντι των κάτωθι πιθανών μορφών αστοχίας του τένοντα ή του εδάφους: (δ) αστοχία με κυκλική επιφ. ολισθήσεως Έλεγχος με μια από τις γνωστές μεθόδους (ε) αστοχία σύνθετου πρίσματος κατά ΚRNZ (στ) αστοχία «σφήνας» σε έδαφος (πολλαπλές αφκυρώσεις) ή σε βράχο Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 6
4.2 ΑΣΤΟΧΙΑ ΑΓΚΥΡΙΟΥ Οριακό φορτίο: R πdlτ w π D 2 4 d 2 ορ Φορτίο Λειτουργίας: P 2 R 4 F.S. (a) ΜΗ ΣΥΝΕΚΤΙΚΑ ΕΔΑΦΗ (Άμμοι κ.λ.π.) τ K w f σ' νο ορ Ν 1.4 Ν : συντ. Φ.Ι. για πασσάλους π.χ. κατά Μeyerhofy σ' νο τιμές Κ f Χαλαρή Μέση Πυκνή Ιλύς 0.1 0.4 1.0 Λεπτή Άμμος 02 0.2 06 0.6 15 1.5 Μέση Άμμος 0.5 1.2 2.0 Αμμοχάλικο 10 1.0 20 2.0 30 3.0 σ VO : κατακόρυφη ενεργός γεωστατική τάση στο μέσον του πακτωμένου τμήματος του αγκυρίου Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 7
(β) ΣΥΝΕΚΤΙΚΑ ΕΔΑΦΗ (Άμμοι κ.λ.π.) τ a w C u ορ N C c u 9C u (γ) ΒΡΑΧΩΔEIΣ ΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ τ W (MPa) προτείνεται F.S. Σχιστόλιθοι 2.80 4.0 Ασβεστόλιθοι 3.00 3.0 ορ =0 Ψαμμίτες 0.8 1.7 2.0 + τοπική εμπειρία + δοκιμαστικές φορτίσεις μια και D d Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 8
4.3 ΣΥΝΘΕΤΗ ΑΣΤΟΧΙΑ ΕΔΑΦΟΥΣ κατά KRNZ μηχανισμός αστοχίας ιδεατός μηχανισμός αστοχίας B Γ Α max P 1 P 2 W Δ Α C Q φ φ Παραδοχές: - Γεωμετρία μηχανισμού αστοχίας P 1 - Ρ 1 = Ενεργητική ώθηση στο τμήμα ΓΔ - Ρ 2 = Ενεργητική ώθηση στο τμήμα ΑΒ W Αmax - Α: σημείο μηδενισμού των τεμνουσών δυνάμεων - αγνοούνται οι παθητικές ωθήσεις P 2 C Q φ C=cΔ μηχανισμός αστοχίας ιδεατός μηχανισμός αστοχίας B Γ Α max P 1 P 2 W Δ Α C Q φ φ γραφικός υπολογισμός της Α max W Αmax P 1 Q φ P Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 2 9 C C=cΔ
4.4 ΣΤΑΘΕΡΟΠΟΙΗΣΗ ΠΡΑΝΟΥΣ Εκτός από την αγκύρωση εύκαμπτων πετασμάτων, τα αγκύρια μπορούν να χρησιμοποιηθούν και αυτοδύναμα, για την σταθεροποίηση βραχωδών κυρίως πρανών, έναντι αστοχίας (ολίσθησης) κατά μήκος γνωστού συστήματος ασυνεχειών... Χωρίς αγκύρωση... N (W B) cosa FS υπ c OB N tanφ (W B) sina W + B B (W +B)sina B H / tana, OB H / sina N Ν tanφ O cob ( min F.S. a 45 φ/2 ) a Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 10
ΜΕ αγκύρωση... B ω W+B (W +B)sina + N Ν tanφ 90-α-ω ΔΝ O cob a ΔΝ a Α cos(90 - a - ω) Α sin(α ω) FS απ c OB N tanφ ΔN tanφ (W B) sina - cos(a ω) ) sin(a ω) ) tanφφ FS υπ Α (W B)sina cos(a ω) 1 - (W B) sina ΜΕ αγκύρωση... B ω W+B (W +B)sina + N Ν tanφ 90-α-ω ΔΝ O cob a a και τελικώς (FSαπ -FSυπ )(W B) sinα FS cos(a ω) sin(α ω)tanφ απ Όπου: FS απ = απαιτούμενος συντ. ασφαλείας (π.χ. 1.50) FS υπ = υπάρχων συντ. ασφαλείας χωρίς αγκύρωση ω = γωνία αγκυρίου ως προς την οριζόντια α = γωνία επιπέδου αστοχίας ως προς την οριζόντια Γ. Δ. Μπουκοβάλας, Καθηγητής Σχολής Πολ. Μηχανικών, Ε.Μ.Π. 11