MEHANIKA TLA I FUNDIRANJE

Παρουσίαση με θέμα: "MEHANIKA TLA I FUNDIRANJE"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 MEHANIKA TLA I FUNDIRANJE

2 Osnovne vrste tla 1. Prema načinu postanka tlo može da bude rezidualno (nepokretno) ili transportovano (izmešteno) 2. Prema veličini čestica postoji krupnozrno tlo, (0.06<pesak<2mm<šljunak<60mm<obluci), sitnozrno tlo (glina<0.002mm<prašina<0.06mm i organske gline i prašine), i treset. 3. Simboli granulometrijskog sastava su: G, S, M, C, O, Pt 4. Prema jedinstvenom klasifikacionom sistemu: G, S + W, P, U M, C, O + H, I, L

3 Osnovne vrste tla 5. Terenska identifikacija krupnozrnog tla – vizuelni granulometrijski sastav podrazumeva odvajanje O, G, S, procenu W, P, U prema tome koja zrna dominiraju i na kraju procenjuje količina sitnozrnog tla; ukoliko ga ima preko 12% uzorak se ocenjuje kao zaprljan i dobija oznaku F ili C. 6. Terenska identifikacija sitnozrnog tla Ocenjivanje čvrstoće grudve u suvom stanju Ocenjivanje sposobnosti otpuštanja vode Ocenjivanje sjajnosti tla

4 Laboratorijski pokazatelji vrste tla
7. Granulometrijski sastav tla Određjuje se metodom sejanja (D>0.075) ili hidrometrisanja (D<0.075). 8. Koeficijent uniformnosti: CU = D60/D10 (CU<5 – jednoličan sastav, 5<CU<15 – umereno jednoličan sastav, CU>15 – nejednoličan sastav) 9. Koeficijent zakrivljenosti: CZ = D302/D10D60 (1<CZ<3 – tlo je dobro graduirano)

5 Laboratorijski pokazatelji vrste tla

6 Laboratorijski pokazatelji vrste tla
Aterbergove granice konzistencije

7 Laboratorijski pokazatelji vrste tla
14. Indeks plastičnosti: IP = ωL – ωP 15. Indeks konzistencije: IC = (ωL – ω)/ IP 16. Indeks tečenja: IL = (ω – ωP)/ IP 17. Indeks skupljanja: IS = ωP – ωS

8 Laboratorijski pokazatelji vrste tla
18. Casagrande-ov dijagram plastičnosti

9 Laboratorijski pokazatelji fizičkog stanja tla
19. Faze u tlu i odnosi faza

10 Laboratorijski pokazatelji fizičkog stanja tla
20. Poroznost i koeficijent poroznosti n = VV/V ∙ 100% - odnos zapremine pora i ukupne zapremine e = VV/VS - odnos zapremine pora i zapremine čvrstih čestica tla e = n/ (1-n); n = e/(1+e) 21. Specifična masa GS = γS /γW – koeficijent koji pokazuje koliko je puta čestica tla teža od čestice vode 22. Zapreminska masa tla: γ = W/V = M/V ∙ g = ρ ∙ g (kN/m3) γ’< γd < γ < γz < γs

11 Laboratorijski pokazatelji fizičkog stanja tla
26. ω = (M – MS)/M ∙ 100% - vlažnost uzorka je odnos mase vode u uzorku i same težine uzorka procentualno izražena. Određuje se laboratorijski, direktnim metodom. 27. ωZ = (1/ γd – 1/ γs) ∙ γW ∙ 100% - vlažnost uzorka pri zasićenju, tj. u momentu kada su sve pore ispunjene vodom. 28. SR = ω / ωZ ∙ 100% - stepen zasićenja predstavlja odnos prirodne vlažnosti uzorka i vlažnosti pri zasićenju.

12 Laboratorijski pokazatelji fizičkog stanja tla
29. Zbijenost sitnozrnog tla i stepen zbijenosti Zbijanjem se povećava smičuća otpornost, smanjuje deformabilnost i vodopropusnost tla. RC = γd / γd max ∙ 100% - koristi se za određivanje potrebne vlažnosti za postizanje tražene zbijenosti tla. 30. Standardni i modifikovan Proktorov opit

13 Laboratorijski pokazatelji fizičkog stanja tla
31. Zbijenost krupnozrnog tla i relativna zbijenost tla Dr = (emax – e) / (emax – emin) – preko koeficijenta poroznosti Dr = γd max (γd – γd min) / γd (γd max – γd min) – preko zapreminske težine u suvom stanju

14 Laboratorijski pokazatelji mehaničkih svojstava tla
32. Morov krug napona. Veze glavnih napona i napona u datoj ravni

15 Laboratorijski pokazatelji mehaničkih svojstava tla
33. Totalni, efektivni i neutralni naponi u tlu

16 34. Stišljivost tla Stišljivost je osobina tla da se u toku vremena deformiše i sleže. Sleganje tla pod dejstvom opterećenja je konsolidacija, koja može biti primarna i sekundarna. Stišljivost uzorka se određuje edometarskim opitom koji služi za dobijanje sledećih parametara: MV – modul stišljivosti, aV – koeficijent stišljivosti, CC – indeks stišljivosti, CS – indeks bubrenja MV = Δσ /Δε predstavlja odnos priraštaja napona prema priraštaju deformacija

17 35.Edometarski opit

18 35.Edometarski opit

19 35.Edometarski opit

20 36. Modul stišljivosti

21 37. Smičuća čvrstoća tla

22 37. Smičuća čvrstoća tla

23 37. Smičuća čvrstoća tla

24 Smičuća čvrstoća tla 38. Morov krug napona. Veze glavnih napona i napona u ravni loma

25 Smičuća čvrstoća tla 38. Morov krug napona. Veze glavnih napona i napona u ravni loma

26 39. Jednoaksijalna čvrstoća tla

27 40. Prostiranje opterećenja u tlu – aproksimativni proračun

28 Štajnbrenerov dijagram

29 Prostiranje opterećenja u tlu - izobare

30 41. Sleganje opterećene površine elastičnog poluprostora 42
41. Sleganje opterećene površine elastičnog poluprostora 42. Sleganje temelja na nehomogenom tlu

31 43. Konsolidacija tla

32 44. Granično i dozvoljeno opterećenje tla

33 44. Granično i dozvoljeno opterećenje tla
Granično opterećenje tla je intenzitet opterećenja koji dovodi do sloma tla ispod temelja; označava se sa qf. Dozvoljeno opterećenje se sračunava kao qdoz = qf / F, i koristi se za izračunavanje sleganja primenom metoda teorije elastičnosti.

34 45. Nosivost temelja po Terzaghiju
qf = γ∙b∙Nγ + q0∙Nq + c∙Nc U izrazu za granično opterećenje prvi član je uticaj sopstvene težine tla ispod ravni temelja; drugi član je uticaj opterećenja u ravni temelja, a treći uticaj kohezije. Faktori Nγ , Nq i Nc se zovu faktori nosivosti i zavise samo od ugla trenja.Rešenje važi za beskonačnu, centrično ravnomerno opterećenu traku sa simetričnom dubinom ukopavanja.

35 46. Nosivost temelja po “Pravilniku o tehničkim normativima ze temeljenje”
qd = γ`/2∙B`∙Nγ∙sγ∙iγ + (cm`+ q ∙tgφm`) ∙Nc∙sc∙dc∙ic+q tgφm`= tgφ`/Fφ, Fφ= 1.5 cm`= c`/Fc, Fc = 2.5 sγ = B/L, sc= 1+0.2B/L dc = D/L χ = H/ (A∙cm`+V∙tg φm`)

36 46. Nosivost temelja po “Pravilniku o tehničkim normativima ze temeljenje”

37 Bočni pritisci tla

38 Bočni pritisci tla

39 57-60. Pritisak na krute potporne zidove

40 FUNDIRANJE 1. Projektovanje temelja se vrši prema graničnom stanju konstrukcije i tla ispod objekta sa osvrtom na ekonomski faktor u pogledu utroška materijala, obima radova i troškova gradnje. Postupak obuhvata: prikupljanje potrebne dokumentacije, procenu svojstava tla ispod objekta, izbor dubine fudiranja i tipa temelja, određivanje nosivosti tla ispod objekta i napona u kontaktnoj spojnici, kontrola stabilnosti temelja, proračun sleganja i izbor načina izvršenja radova. 2. Potrebnu tehničku dokumentaciju čine: geodetske, seizmološke, hidrogeološke, geotehničke podloge i arhitektonsko – građevinski projekat.

41 3. Parametri koji utiču na izbor dubine fundiranja
Opasnost od mraza Sastav i svojstva tla Hidrogeološki uslovi Osetljivost tla na promenu uslova Dubina fundiranja susednih objekata Postojeće komunikacije i prepreke Veličina i priroda opterećenja Namena objekta Dubina erozije rečnog dna

42 4. Dejstvo mraza Kada se temelj oslanja na stenu mora se sprečiti prodor vode u kontaktnu površinu ako je ona u zoni zamrzavanja. Kada se temelj oslanja na sloj peska ili šljunka dubina fundiranja je najmanje 0.5m a nivo podzemne vode mora biti ispod dubine zamrzavanja. Za ostale vrste tla dubina fundiranja zavisi od NPV. Dubina zamrzavanja je ona dubina na kojoj se može ostvariti zamrzavanje tla (-1°C za nekoherentno a + 1°C za ostale vrste tla). U našim uslovima min dubina fundiranja je 0.8 – 1.0m.

43 5. Sastav i svojstva tla

44 6. Osetljivost tla na promenu vlažnosti
Ekspanzivna tla – tla visoke plastičnosti su tla koja pri promeni vlažnosti menjaju svoju zapreminu (bubrenje i skupljanje) u meri koja uzrokuje deformacije tla i oštećenja objekata. Metastabilna tla – les: prašinasto tlo eolskog porekla, veoma osetljivo na povećanje vlažnosti pri čemu dolazi do raskidanja strukturnih veza i tzv. kolapsa lesa praćenog velikim sleganjima.

45 7. Dubina fundiranja susednih objekata
Df1 Df3 Df2 Df1 Df3 Df2

46 8. Namena objekta Df1 Df2

47 9. Vrste plitkih temelja Masivni temelji Trakasti temelji
Temelji samci Temeljni nosači (kontragrede) Temelni roštilji Temeljne ploče

48 10. Vrste dubokih temelja Temelji na šipovima Duboki masivni temelji
Temelji na bunarima Temelji na kesonima

49 11. Ekscentrično opterećen temelj u obe ravni

50 12. Ekscentrično opterećen temelj u jednoj ravni
Df s Df

51 19. Centrično opterećen temelj

52 14. Centrisanje temelja V x

53 15. Određivaje visine temelja i kontrola pritisaka na tlo ispod temelja
Visina temelja se određuje na iz uslova nosivosti materijala od koga je temelj napravljen, najčešće su to pravila dimenzionisanja betonskih elemenata. Naponi u kontaktnoj površini temelja i tla potiču od dejstva opterećenja sa konstrukcije (centrično ili ekscentrično), težine temelja i težine nasutog tla (centrično). Odstupanje stvarnih napona u tlu u odnosu na dozvoljene vrednosti ne bi trebalo da prelazi ±5%.

54 16. Kontrola stabilnosti temelja
Df SV

55 17.Trakasti temelj (ekscentrično i centrično opterećen)
V V d

56 18. Dimenzionisanje NAB trakastog temelja
sn·a

57 Oblikovanje NAB trakastog temelja
d Df z

58 Oblikovanje NAB trakastog temelja
d Df z

59 Oblikovanje NAB trakastog temelja

60 19. Dimenzionisanje AB trakastog temelja

61 Oblikovanje AB trakastog temelja

62 Oblikovanje AB trakastog temelja
d Df a1 a2 z

63 20. Temelj samac ekscentrično opterećen u prostoru

64 Temelj samac ekscentrično opterećen u jednoj ravni (slika levo) i centrično opterećen (slika desno)

65 21. Oblikovanje NAB temelja

66 AB jastuk

67 22. Dimenzionisanje AB temelja samca

68 Armiranje AB temelja samca (prema Loseru)

69 Armiranje AB temelja samca (prema Vinterkornu)

70 Kontrola temelja na proboj stuba

71 23. Temelji montažnih stubova

72 24. Temelji čeličnih stubova

73 25. Zajednički temelji – krutost temelja

74 26. Zajednički temelji – određivanje dimenzija

75 Zajednički temelji – određivanje dimenzija

76 Zajednički temelji – oblikovanje temelja

77 Zajednički temelji – presečne sile u podužnom pravcu

78 Zajednički temelji – presečne sile u poprečnom pravcu

79 27. Temeljni roštilji

80 28. Temeljne ploče

81 29. Vrste šipova Prema načinu prenošenja opterećenja: stojeći i lebdeći Prema materijalu od koga su napravljeni: drveni, čelični i betonski Prema načinu izvođenja: pobijeni i građeni direktno u tlu

82 30. Postupak pobijanja šipova u tlo
Tokom ovog procesa treba savladati otpor tla i sačuvati šip od oštećenja (kao zaštita se koriste tzv. kape). Pobijanje se vrši maljevima koji se razlikuju u zavisnosti od prisustva kohezije u tlu i sposobnosti tla da lakše ili teže otpušta vodu prilikom potresa. Postoje gravitacioni malj, malj sa pogonom na vazduh pod pritiskom i vibromaljevi.

83 31. Drveni i čelični šipovi

84 32. Betonski gotovi šipovi

85 33. Betonski šipovi građeni u tlu

86 34. Betonski bušeni šipovi – HW i Benoto

87 35. Betonski bušeni šipovi – dijafragma šipovi

88 36. Betonski bušeni šipovi – šipovi bunari

89 37. Granično opterećenje šipa
Granično opterećenje, tj. nosivost šipa je aksijalna sila pritiska koja dovodi do naglog sleganja šipa i predstavlja zbir nosivosti baze i omotača šipa.

90 38. Dozvoljeno opterećenje šipa
Dozvoljeno opterećenje predstavlja nosivost šipa podeljenu određenim faktorom sigurnosti. Sdoz= N/Fs, gde je: N – nosivost šipa, odnosno granično opterećenje Fs – faktor sigurnosti, kreće se od 1.5 – 1.7

91 39. Načini proračuna nosivosti šipa
Na osnovu iskustva Na osnovu geomehaničkih osobina tla Na osnovu dinamičkih postupaka Na osnovu rezultata opita statičke i dinamičke penetracije Na osnovu probnog opterećenja

92 40. Proračun nosivosti šipa na osnovu geomehaničkih svojstava tla
sgr N

93 41. Nosivost grupe šipova

94 42. Određivanje potrebnog broja i rasporeda šipova

95 43. Proračun sila u šipovima -dejstvo M i T

96 44. Šipovi opterećeni horizontalnim silama

97 45. Određivanje potrebne dužine šipa

98 46. Sleganje šipova

99 47. Metode zaštite bočnih strana iskopa temeljne jame
Temeljna jama bez zaštite bočnih strana iskopa Zaštita bočnih strana temeljne jame posle iskopa Zaštita bočnih strana temeljne jame tokom iskopa Zaštita bočnih strana temeljne jame prethodno u tlo pobijenim zaštitnim zidovima Zaštita bočnih strana temeljne jame prethodno u tlu izbetoniranim zaštitnim zidovima

100 48.Temeljna jama bez zaštite bočnih strana iskopa

101 49. Zaštita bočnih strana temeljne jame posle iskopa

102 49. Zaštita bočnih strana temeljne jame posle iskopa

103 49. Zaštita bočnih strana temeljne jame posle iskopa

104 50. Zaštita bočnih strana temeljne jame tokom iskopa

105 51. Zaštitni priboji

106 51. Zaštitni priboji

107 52. Zaštita bočnih strana temeljne jame dijafragmama