Odkształcalność gruntów i osiadanie fundamentów

Odkształcalność gruntów i osiadanie fundamentów

rok wydania: 2017
ilość stron: 248
ISBN: 978-83-7814-644-5

Opis
Podręcznik jest kompleksowym opracowaniem z zakresu mechaniki gruntów i fundamentowania, zawierającym opisy przyczyn i skutków odkształcalności gruntów. Potrzeba jego wydania wynika z wprowadzenia w Polsce nowych norm dotyczących zasad badania i klasyfikacji gruntów oraz obliczania osiadania fundamentów bezpośrednich i posadowionych na palach, stosowanych w różnych obiektach budowlanych (budynkach, budowlach hydrotechnicznych). Dużo miejsca poświęcono metodom obliczania fundamentów bezpośrednich, fudamentów głębokich oraz budowli hydrotechnicznych. Omówiono też stany graniczne użytkowalności i użytkowania. Szczególną uwagę poświęcono zagadnieniu monitoringu przemieszczeń obiektów budowlanych. Podano też przykłady uszkodzeń istniejących obiektów, wynikające z błędów ich posadowienia, i omówiono zastosowane sposoby ich naprawy.

Spis treści
Przedmowa / 9
1. Wstęp / 11

2. Klasyfikacja  gruntów  według PN-EN ISO 14688:2006 / 13
2.1. Wprowadzenie / 13
2.2. Rodzaje gruntów i ich klasyfikacja na podstawie uziarnienia / 13
2.3. Rodzaje gruntów i ich klasyfikacja ze względu na zawartość części organicznych / 17
2.4. Klasyfi kacja gruntów według zagęszczenia i konsystencji / 18

3. Odkształcalność gruntów / 21
3.1. Wprowadzenie / 21
3.2. Wielkości charakteryzujące odkształcalność gruntów / 23
3.2.1. Wpływ wymiarów powierzchni obciążonych i obciążeń na odkształcenia podłoża / 23
3.2.2. Moduły i współczynniki charakteryzujące odkształcalność gruntu / 26
3.2.3. Związki teoretyczne pomiędzy wielkościami charakteryzującymi ściśliwość gruntu / 29
3.2.4. Orientacyjne wartości liczbowe modułów odkształcenia i modułów ściśliwości edometrycznej / 30
3.2.5. Moduły odkształcenia w zakresie małych odkształceń / 32
3.3. Metody określania parametrów odkształcalności gruntów / 36
3.3.1. Laboratoryjne badania edometrycznych modułów ściśliwości i odprężenia / 36
3.3.2. Polowe badania modułów odkształcenia gruntów na podstawie próbnych obciążeń / 46
3.3.3. Polowe badania modułów odkształcenia gruntów na podstawie sondowań / 54
3.4. Badania odkształcalności masywów skalnych / 68
3.4.1. Moduły odkształcenia i sprężystości / 68
3.4.2. Oznaczanie modułów odkształcenia i sprężystości metodą próbnych obciążeń / 69
3.4.3. Oznaczanie modułu sprężystości dynamicznej na podstawie badań sejsmicznych / 71
3.5. Badania modułów odkształcenia gruntów z wykorzystaniem metod sejsmicznych / 73
3.5.1. Zastosowanie metod sejsmicznych / 73
3.5.2. Badania laboratoryjne z wykorzystaniem pomiarów prędkości fal sejsmicznych / 74
3.5.3. Badania polowe z wykorzystaniem pomiarów prędkości fal sejsmicznych / 77
3.5.4. Interpretacja wyników badań metodami sejsmiki powierzchniowej / 83
3.5.5. Porównanie metod sejsmicznych określania sztywności gruntu / 86

4. Obliczenia osiadań fundamentów bezpośrednich / 91
4.1. Wprowadzenie / 91
4.2. Metody obliczania osiadań fundamentów bezpośrednich / 92
4.2.1. Obliczanie osiadań fundamentów wiotkich oparte na teorii sprężystości / 92
4.2.2. Obliczenie osiadań fundamentów sztywnych na półprzestrzeni sprężystej / 102
4.2.3. Metody normowe obliczania osiadań fundamentów bezpośrednich / 103
4.2.4. Obliczanie osiadań fundamentów metodą równoważnej warstwy gruntu / 114
4.2.5. Metody obliczeń osiadań fundamentów oparte na badaniach polowych / 118
4.3. Metody numeryczne obliczania osiadań fundamentów / 121
4.4. Obliczanie osiadań fundamentów obciążanych cyklicznie / 121
4.5. Obliczanie osiadań gruntów pod fundamentami w czasie / 122
4.5.1. Obliczenia na podstawie teorii konsolidacji / 122
4.5.2. Obliczenia na podstawie wzoru empirycznego / 126

5. Obliczenia osiadań fundamentów głębokich / 129
5.1. Wprowadzenie / 129
5.2. Obliczanie osiadań pali i fundamentów palowych / 129
5.2.1. Czynniki wpływające na osiadanie fundamentów palowych / 129
5.2.2. Obliczanie osiadań pali pojedynczych / 131
5.2.3. Obliczanie osiadań grupy pali – fundamentów na palach / 138
5.3. Obliczanie osiadań fundamentów na studniach opuszczanych, kesonach i ścianach szczelinowych / 149

6. Osiadania budowli hydrotechnicznych / 151
6.1. Osiadanie zapór ziemnych / 151
6.1.1. Wprowadzenie / 151
6.1.2. Obliczanie osiadania korpusu zapory / 152
6.1.3. Obliczanie osiadania podłoża / 154
6.2. Obliczanie osiadania zapór z gruntów gruboziarnistych i kamienistych / 158
6.3. Obliczanie osiadań zapór ciężkich posadowionych na skałach / 163
6.4. Obliczanie osiadań wałów przeciwpowodziowych / 164
6.4.1. Obliczanie osiadań wałów na gruntach organicznych z wykorzystaniem wzorów empirycznych / 164
6.4.2. Obliczanie osiadań wałów na gruntach organicznych z wykorzystaniem wyników badań ściśliwości / 166

7.  Stany graniczne użytkowalności i użytkowania / 170
7.1. Stan graniczny użytkowalności według Eurokodu 7 / 170
7.1.1. Zastosowanie obliczeń stanu granicznego użytkowalności /170
7.1.2. Warunek obliczeniowy stanu granicznego użytkowalności / 171
7.2. Stan graniczny użytkowania według PN-81/B-03020 dla fundamentów bezpośrednich obiektów budowlanych (II stan graniczny) / 176
7.2.1. Zastosowanie obliczeń II stanu granicznego / 176
7.2.2. Warunek obliczeniowy II stanu granicznego / 177
7.3. Stan graniczny użytkowania według PN-83/B-02482 dla fundamentów na palach (II stan graniczny) / 180
7.3.1. Zastosowanie obliczeń i rodzaje II stanu granicznego / 180
7.3.2. Warunek obliczeniowy II stanu granicznego / 181

8. Monitoring przemieszczeń obiektów budowlanych  / 183
8.1. Wprowadzenie / 183
8.2. Urządzenia i aparatura do pomiaru przemieszczeń / 185
8.2.1. Metody pomiarowe przemieszczeń / 185
8.2.2. Metody pomiaru przemieszczeń bezwzględnych / 185
8.2.3. Metody pomiaru przemieszczeń względnych /191
8.3. Kontrola osiadań budynków / 196
8.3.1. Wprowadzenie / 196
8.3.2. Urządzenia kontrolno-pomiarowe i zasady ich projektowania / 198
8.4. Kontrola osiadań budowli hydrotechnicznych / 203
8.4.1. Wprowadzenie / 203
8.4.2. Urządzenia kontrolno-pomiarowe / 205
8.4.3. Zasady monitoringu przemieszczeń budowli hydrotechnicznych ziemnych / 213
8.4.4. Zasady monitoringu przemieszczeń budowli hydrotechnicznych betonowych / 217
8.5. Automatyczny System Technicznej Kontroli Zapór  / 226

9. Przykłady uszkodzeń obiektów budowlanych spowodowanych błędami posadowienia i zastosowane sposoby napraw / 229
9.1. Wprowadzenie / 229
9.2.  Błędy posadowienia spowodowane nieprawidłowym lub niedostatecznym rozpoznaniem podłoża gruntowego – uszkodzenie budynku mieszkalnego / 230
9.3. Błędy posadowienia popełnione przy projektowaniu – przechylanie się wieży w Pizie / 234
9.4. Skutki  nieprawidłowego wykonania robót budowlanych / 241
9.4.1. Pęknięcia budynku od przemarzania gruntu / 242
9.4.2. Osiadanie budynku mieszkalnego / 243
9.5. Uszkodzenia powstałe na skutek zmiany warunków gruntowo-wodnych w czasie eksploatacji / 245
9.5.1. Osiadanie budynku posadowionego na gruncie ekspansywnym / 245
9.5.2. Katastrofa zapory Austin / 246