TEMA 5 PROIECT FUNDAŢII Sa se dimensioneze fundatia indirecta a unei infrastructuri de pod. Se dau urmatoarele date: stratificatia terenului conform fisei forajului din figura 1 (se precizeaza caracteristicile fizico - mecanice ale terenului de fundare - stratelor - determinate prin încercari de laborator), tipul pilotilor utilizati - piloti forati (piloti flotanti - de dislocuire) de diametru mare, Benotto, d=1.!m, " cap = 1#$m (momentul capabil al sectiunii de beton a pilotului), piloti încastra ti în radier, înaltimea radierului 1.%m& cota fundare radier -'.1m fata de cota terenului natural, actiunile de calcul în planul talpii radierului: ⇒Nf= 11050 kN, ⇒Hf= 1050 kN, ⇒Mf= 2050 kNm. roiectul cuprinde: I. PIESE SCRISE: 1. alculul capacitatii portante a pilotului flotant izolat la forte a*iale, '. alculul capacitatii portante a pilotului flotant izolat la forte orizontale, +. eterminarea numarului de piloti necesari fundarii indirecte a infrastructurii de pod, . alculul capacitatii portante a pilotului în grup, %. eterminarea eforturilor sectionale la încastrarea în radier pentru fiecare pilot si erificarea acestora, /. alculul tasarii grupului de piloti folosind metoda tasarilor stratelor elementare (calculul la deformatii al fundatiilor pe pilo 010e'1j %%&i). . 2rmarea radierului. II. PIESE DESENA TE: 3e dere în plan si sectiune transersala pentru fundatia pe piloti forati de diametru mare. 2rmare radier si detalii de armare pentru zona de legatura între radier si piloti.
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Stabilirea valorii lungimii conventionale de încastrare l 0 - ad5ncimea de încastrare a pilotilor în stratul portant este l = f(tipul pam5ntului, diametrul pilotului)& onform tabelului 1 si tin5ndcont de datele din fisa forajului (stratul % este stratul de încastrare conform fisei forajului) se
determina .
Tabelul 1
Denumirea pamânuluil0
$isipuri af5nate si pam5nturi coezie a5nd 6 7 .% d
$isipuri de îndesare medie si pam5nturi coezie a5nd .% 7 6 7 .% +d
$isipuri si pietrisuri îndesate, pam5nturi coezie a5nd .% 7 6 7 1. 'd
am5nturi coezie tari a5nd 6 = 1 1.%d
stimarea ca!acitatii !ortante a !ilotilor solicitati a"ial !iloti flotanti e"ecutati !e loc
onform S82S '%/19+-0 n fazele preliminare de proiectare, capacitatea portant a pilo ilor pentru toate tipurile de construc ii se poate determina cu ajutorul urmatoarei formule empirice de calcul:
(1)
n care:
⇒ # este un coeficient egal cu .,
⇒ m+ si m sunt coeficienti ai conditiilor de lucru dati în tabelele ' si + în functie de
tipul pam5ntului, tenologia de betonare si de e*ecutie a pilotului& se determina m+
⇒ 2 este aria sectiunii transersale a pilotilor& ,
⇒ ; este perimetrul sectiunii transersale a pilotilor: ,
⇒ < n este rezistenta normata a pam5mtului sub nielul 5rfului pilotului& BS>32?6>:
< n se mai noteaza si cu p în normatiele rom5nesti în igoare& pentru cazul analizat(piloti de dislocuire care reazema cu baza pe straturi necoezie) < n se calculeaza cu
relatia: unde:
α este un coeficient ce depinde de aloarea gradului de îndesare 6 al pam5ntului de la
baza pilotului, coeficient dat în tabelul & α = .,
γ este aloarea de calcul a greutatii olumice a pam5ntului de sub baza pilotului în
#$9m+, ,
d b este diametrul pilotului la nielul bazei, în m& d b = 1.!m,
γ 1 este aloarea medie ponderata prin grosimile straturilor, a alorilor de calcul ale
greutatilor olumice ale straturilor strabatute de pilot, în #$9m+&
&
,
c este fisa de calcul a pilotului, în m, care se stabileste astfel:
aca 7 βd b se considera c = , unde este fisa reala a pilotului (ad5ncimea la
care se gaseste baza pilotului, masurata de la nielul terenului natural sau - pentruinfrastructura podurilor - de la nielul fundului albiei tin5nd seama de ad5ncimea
de afuiere), în m, iar β este un coeficient functie de gradul de îndesare al pam5ntului de la baza pilotului (tabelul )& în cazul analizat β = 1%, = 1%.%m, d b
= 1.!m, βd b = 1/.'m deci c = 1/.'m,
OBSERVAŢIE: Cand deau!ra "ra"ului de !a#$n" %n care !a"runde baza !il&"ului e afla un
"ra" de u#!lu"ura recen"a' nec&#!ac"a"a au de !a#$n" c&ezi( !la"ic #&ale au !la"iccur)a"&r' au un "ra" de "urba' dre!" fia D e c&nidera d&ar ad$nci#ea !e care !a"runde
!il&"ul %n "ra"ul !&r"an" iar la e*!reia lui Rn e adau)a "er#enul ) +, %n care ) + e"e (al&area
de calcul a )reu"a"ii (&lu#ice a "ra"ului lab' %n N#/ iar , e"e )r&i#ea "ra"ului lab %n #'
$γ si $@ sunt factori de capacitate portanta, dati în tabelul %, în functie de aloarea de
calcul a ungiului de frecare interioara φA al stratului de la baza pilotului& alorile
acestor factori sunt date în tabelul /& $γ = '0.% si $@ = %.%& în baza datelor obtinute
⇒ reprezinta capacitatea portanta preluata prin frecare pe manta,
unde:
f 6 reprezinta rezistenta conentionala pe suprafata laterala a pilotului pentru stratul decalcul i în #a& alorile pentru rezistenta conentionala sunt date în tabelul /,
l6 reprezinta lungimea pilotului în contact cu stratul 6, în m,
entru cazul analizat ,
a urmare capacitatea portanta la forte a*ile are aloarea:
3alorile f se adopt , pentru ad ncimile medii, corespunz toare distan ei de la mijlocul stratului i p n la suprafa a terenului& ad5ncimea de înfigere se
masoara de la nielul terenului natural p5na la 5rful pilotului c5nd umplutura saudecaparile nu depasesc +m& c5nd umpluturile sau decaparile sunt mai mari de +mad5ncimea de înfigere se masoara de la un niel superior respecti inferior cu +mnielului terenului natural (figura ')& în cazul unor straturi cu grosimi mai mari de 'm, determinarea alorilor f se face prin mp r irea n orizonturi de ma*im ' m,
entru alori intermediare ale ad ncimilor sau consisten ei alorile f se ob in prin interpolare liniar ,
ac n limitele lungimii pilotului e*ist o intercala ie de p m nt puternic
compresibil, de consisten redus (turb , m l, n mol etc.) de cel pu in + cm grosime, iar suprafa a terenului urmeaz a fi nc rcat ( n urma sistematiz rii sau din alte cauze) alorile f pentru stratul puternic compresibil i pentru cele de deasupra lui se determin astfel:
c nd u!ra nc rcarea e"e ! n la /0Pa' !en"ru "&a"e "ra"urile i"ua"e ! n la li#i"a inferi&ar a "ra"ului !u"ernic c&#!reibil 1inclui( u#!lu"urile2 e ia f 3 04
c nd u!ra nc rcarea e"e cu!rin n"re /0 i 50Pa' !en"ru "ra"urile i"ua"e deau!ra "ra"ului f&ar"e c&#!reibil1inclui( u#!lu"urile2 e ia f din "abel
#ul"i!lica" cu 0.6 i cu e#n ne)a"i(' iar !en"ru "ra"ul !u"ernic c&#!reibil f 3 -7Pa4
c nd u!ra nc rcarea e"e #ai #are de 50 Pa' !en"ru "ra"urile i"ua"e deau!ra "ra"ului f&ar"e c&#!reibil e ia f din "abel cu e#n ne)a"i(' iar !en"ru
"ra"ul !u"ernic c&#!reibil e ia f 3 -7 Pa4
ac pilotul str bate umpluturi recente, straturi argiloase n curs de consolidare sau straturi macroporice sensibile la umezire, cu grosimi mai mari de % m, alorile f se iau din tabel cu semn negati.
Cal(ulul (apa(i ii p$rane a unui pil$ +$li(ia la Cn( r( ri $ri0$nale
apacitatea portant la nc rc ri orizontale a pilo ilor erticali n radiere joase se poate stabiliD n mod apro*imati, cu ajutorul alorii lungimii conenn ionale de ncastrare l, m surat ncep nd de la talpa radierului (figura '), aloarea dat n tabelul 1 n
func ie de categoria p m ntului de sub radier i de diametrul pilotului, cunosc ndu-se momentul ncooietor capabil (" cap) al sec iunii pilotului. Eungimea conen ional de
ncastrare l reprezint lungimea unei console la care momentul ncooietor de ncastrare sub nc rcare orizontal este acela i cu momentul ma*im care se dezolt n pilot.
4or a critic orizontal < cr or a unui pilot ertical cu radier jos se determin cu rela iile:
- n cazul pilotului considerat ncastrat n radier:
(')
n cazul funda iilor pe pilo i supu i la solicit ri a*iale de smulgere sau la for e orizontale mari care impun preluarea acestora prin pilo i considera i ncastra i n radier, pilo ii trebuie s p trund n radier cu capetele intacte pe o lungime de 1% cm, iar arm turile longitudinale ale pilo ilor trebuie s se nglobeze n radier pe o lungime determinat prin calcul, dar nu mai pu in de de ori diametrul barelor cu sec iune constant sau de ' de ori diametrul barelor cu profil periodic.
- n cazul pilotului considerat articulat n radier:
(+)
n cazul funda iilor pe pilo i supu i la solicit ri a*iale de compresiune i la for e orizontale reduse, care pot fi preluate de pilo ii considera i articula i n radier, pilo ii trebuie s p trund n radier cu capetele intacte pe o lungime de % cm, iar arm turile longitudinale ale pilo ilor s se nglobeze n radier pe minimum '% cm.
entru cazul analizat
apacitatea portant la nc rc ri orizontale a pilotului ertical se determin cu rela ia:
1. <ela iile ', + i pot fi utilizate n cazul c nd fi a pilotului F%l ,
'. n cazul unei stratifica ii neomogene, l se stabile te ca medie ponderat (prin grosimile straturilor) ale alorilor corespunz toare straturilor nt lnite pe o ad ncime egal cu 1.%lA , n care lA reprezint aloareacorespunz toare stratului de la suprafa .
%a!acitatea !ortant a unui !ilot solicitat la com!resiune, care lucrea& n gru!
()
n care
⇒ <-capacitatea portant a pilotului izolat, n #$,
⇒ mu este un coeficient al condi iilor de lucru al pilo ilor n grup (coeficient de
utilizare) care pentru pilo i purt tori pe rf i n cazul funda iilor cu radier ngropat i pilo i fora i este egal cu 1.& la funda ii cu radier nalt
i pilo i flotan i, m u se stabile te conform tabelului , e*cept nd cazul pilo ilor de ndesare a nd fi a integral cuprins n p m nturi necoezie, pentru care mu=1.
Tabelul
r9r ≥' 1.! 1./ 1. 1.' 1. .!
mu 1. .0% .0 .!% .! . ./
unde:
⇒ r este distan a minim ntre fe ele al turate(lumina) ale pilo ilor necina i (figura +), în metri,
⇒ r este raza de influen a pilotului izolat, n planul rfului, n metri:
⇒ li este grosimea stratului i prin care trece pilotul, n metri:
⇒ φi este aloarea de calcul a ungiului de frecare interioar al stratului i.
OBSERVAŢII:
1. 3alorile subunitare din tabelul pot fi sporite p n la ma*imum m u = 1, n cazuln care tasarea probabil calculat a funda iei r m ne n limitele
'. n straturile n care se consider frecarea negati pe suprafa a lateral a
pilotului se ia ε = .
4igura +
Cal(ulul (apa(i ii p$rane a unui pil$ +$li(ia la +mul%ere
onform S82S '%/19+-0 n fazele preliminare de proiectare, capacitatea portant a pilo ilor pentru toate tipurile de construc ii se poate determina cu ajutorul unor formule empirice de calcul. Ea construc iile obi nuite ( ncadrate conform 119-% n clasele de importan 66, 63 i 3) se admite ca i n faza final de proiectare determinarea capacit ii portante a unui pilot solicitat la smulgere s se fac cu ajutorul formulei:
(+)
n care
⇒ ' 8' l i c&nf&r# f&r#ulei de de"er#inafre a ca!aci"a"ii !&r"an"e la f&r"e a*iale'
⇒ f i-c&nf&r# "abelului 9' care n "&a"e i"ua iile e ia cu (al&are !&zi"i( '
⇒ # e"e un c&eficien" al c&ndi iil&r de lucru e)al cu # + 1"abelul 52 !en"ru !il& i !refabrica i' re!ec"i( e)al cu # 6 !en"ru !il& i e*ecu"a i !e l&c.
ilo i introdu i cu subsp lare la p m nturi nisipoase, cu condi ia baterii pe ultimul metru f r subsp lare
./
ilo i introdu i prin ibrare, n p m nturi:
a) a) nisipoase saturate, de ndesare medie:
mijlocii i mari
fine
pr foase
1.
1.
1.
b) argiloase cu indicele de consisten .%76 c≤1
prafuri nisipoase
argile nisipoase sau pr foase
argile
.0
.0
.0
c) argiloase cu indicele de consisten 6 cF1 1
Al( uirea %rupei &e pil$ i
eterminarea num rului de pilo i
, dar nu mai pu in de piloti. $ f reprezinta actiuneaerticala de calcul iar < g reprezinta capacitatea portanta a unui pilot solicitat la compresiune, pilot care lucreaza în grup.
$umarul de piloti ales trebuie sa fie acoperitor si din punct de edere al actiunii de calcul
orizontale Gf în sensul ca trebuie îndeplinita conditia .
A+e0area pil$il$r +ub ra&ier -elemene ($n+ru(i3e.
istanta minima între a*ele pilotilor este data în tabelul 0, în m. in cele doua alori indicate sea alege distanta cea mai mare.
Tabelul 4
#i!ul de !iloti -istante minime între !iloti, în m
n !lanul radierului n !lanul v/rfurilor
iloti de îndesare 1.%d "&
T$ae ipurile &e pil$i (u bulb 1.%d sau dH1 1./d b
OBSERVAŢIE: d este diametrul sectiunii circulare sau dimensiunea ma*ima a sectiuniidreptungiulare iar d b este diametrul bulbului.
<epartizarea pilotilor sub radierul fundatiei se face n r nduri paralele sau radial, unii n dreptul celor ecini, sau n a, respect nd distan ele minime dintre pilo i.
istan a minim ntre fa a e*terioar a pilo ilor marginali i e*tremitatea radierului trebuie s fie de minimum 1d, dar nu mai mic de '% cm.
redimensionare radier
<epartiz nd pilo ii conform punctului anterior ob inem lungimea E i l imea B a radierului. Se consider cunoscute dimensiunile st lpului acestea fiind l = /cm iar b =cm.
G=.+E,
G1=(19+..19')G (figura ).
n l imea radierului nu a fi mai mic de + cm iar clasa betonului trebuie s fie minim Bc1.
Ea calculul funda iilor pe pilo i se consider c nc rc rile de la construc ie se transmit terenului prin intermediul pilo ilor. >fortul ntr-un pilot al unei funda ii cu radier jos i pilo i erticali, solicitat la nc rc ri erticale i momente, se poate calcula cu rela ia:
(#$)(!)
n care:
⇒ $f este efortul ertical de calcul, n #$,
⇒ "* i " I sunt momentele de calcul, fa de a*ele principale ale grupului de pilo i,
n #$m,
⇒ *i i I 6 sunt distan ele de la a*a pilotului i din grup, la a*ele principale ale grupului de
pilo i, n metri,
⇒ * i I sunt distan ele de la a*a pilotului considerat, la a*ele principale ale grupului de
2rmarea radierului se face conform S82S 119-0. n figura /, sec iunea 1-1 reprezint sec iunea fa de care se calculeaz momentul " * (2a *) , iar sec iunea '-' sec iunea fa de care se calculeaz " I (2a I).
eterminarea ariei de arm tur 2 a * (figurile / si )
entru sensul ac iunilor e*terioare ca n figura , se calculeaz momentul tuturor for elor a*iale din pilo i fa de linia punctat (for e din pilo ii situa i la dreapta liniei punctate). 2ria de armatur 2 a * a rezulta din relatia:
n care = G - a (a este acoperirea cu beton a arm turii& a = 1cm) iar < a este rezisten a decalcul a arm turii (%' sau B+).
eterminarea ariei de armatur 2 a I (figurile / si !)
alculul se face analog ca n cazul determin rii ariei 2 a *.