Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství Zakládání staveb — Návrh základů podle mezních stavů doc. Dr. Ing. Hynek Lahuta

Inovace studijního oboru Geotechnika CZ.1.07/2.2.00/28.0009. Tento projekt je spoluﬁnancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem ČR.

Inovace stuudijního oboru G Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/2 28.0009

NÁV VR ZÁK KLADŮ P PODLE MEZNÍÍCH STA AVŮ EC7 Plošn né - ČSN 73 100 01 (zrušeena) Pilotoové - ČSN N 73 100 02 ME EZNÍ STA AVY

II. skupina PPOUŽITELN NOST (SEDÁN NÍ SLS)

I. skuupina ÚNOS SNOST (UL LS)

I. skupiina Postup: a) ztráta staability záklaad. půdy b) přechodd do plastick kého stavu

Obr. 1. Únnosnost záklaadové půdy. a - vývvoj plastickýých oblastí přři zvyšování zatížení , b - představa o pružení zeeminy při dosáhnutí m mezního stavu u únosnosti, c - označeníí a definice kluzných k plocch

Přednášky ky pro studenty bylyy vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geeotechnika“ financo ovaného z prostředkků EU a státního rozzpočtu ČR.

-1-


1

Vs stupní veličiny pro návrh n ploš šných základů zahrn nují:

A. Pro m mezní stav ún nosnosti: – geologickký model podloží, ge eotechnický model po odloží s odvvozenými parametry p geotechnických vlastn ností základo ové půdy, pře edevším smy ykových paraametrů podlo oží – zatížení, které základ dová konstr ukce bude přenášet – pro mezní sstav únosno osti jde o součet sttálého zatíže ení (G) a pro oměnného zatížení z (Q) v souladu s ČSN EN 19 990 resp. 1991.(dřívve extrémní zatížení) B. Pro m mezní stav po oužitelnosti – deformace (sedání): – geologickký model podloží, ge eotechnický model po odloží s odvvozenými parametry p geotechnických vlastn ností základo ové půdy, pře edevším defo ormačních pparametrů po odloží – zatížení, které základ dová konstru ukce bude přenášet p – pro mezní sstav použitellnosti jde především m o stálé zatížení (G) v souladu s ČSN EN 1990 resp. 11991 (dříve provozní zatížení) – podklady pro posouze ení tuhosti zá ákladové kon nstrukce a to o ať již z poh ledu výpočtu u přitížení v podloží pod základem, tak p pro následné é posuzování mezníhoo stavu STR R vlastní základové é konstrukce e (v souladu s ČSN EN 1992 resp. 19 994)

2

Základní pod dmínka ná ávrhu ploš šných zák kladů z pohledu mezzního stav vu po orušení (UL LS) typu GEO G

(1) Zákla adní podmínkku s ohledem m na únosno ost podloží uv vádí EC 7-1 v odstavci 6..5.2.1. Vd  Rd

kde

Vd

návrhová hodnota h zatížení V

V

svislé zatížžení nebo slo ožka celkové ého zatížení působící p kolm mo k základoové spáře

Rd

návrhová hodnota h mezn ní únosnosti k zatížení (kN N)

mění na: Převede eno na napětí v základové é spáře plošn ných základů ů se základní podmínka m Vd/A´  Rd/A´ Kde levá á strana ne erovnosti vyja adřuje návrh hovou hodno otu kontaktn ního napětí v základové spáře a pravá stran na návrhovou u únosnost p podloží (kN/m m2, kPa). efektivní plocha základo ové spáry

A'

Pro výpočet V – za atížení pro mezní stav ULS se vy ychází jak ze z zatížení sstálého, tak k zatížení nahodilého o a doplněné é o zatížení o od tíhy zákla adu, tíhy jakéhokoliv zássypového ma ateriálu – viz.též odsst.6.5.2.1. EC 7-1 uvádí, že při p aplikaci analytické a m metody lze použít p běžně ě používanýcch metod pro mezní únosnost plošných p základů a v přílo oze D uvádí jednu z těchto možností ve tvaru R/A A´. V kap. 4.2.2 je pro oto navíc uv vedena též m metoda dosu ud užívaná v ČSN 7310001 s platnosttí od roku 1988 do roku 2010. Obdobně v kap. 4.2.1. bude uv vedena běžžná metoda výpočtu kontaktního o napětí v zá ákladové spá áře pro ULS. (2) Zákkladní podmínku s ohled dem na odollnost proti usmyknutí u v základové z sspáře uvádí ČSN EN 1997-1 v čl. 6.5.3., kdy se musí splnit s nerovn ost: Hd  Rd + Rp;d kde Hd je ná ávrhová hodnota H, když ž H je vodo orovné zatíže ení nebo slo ožka celkovéého zatížení působící rovnoběžžně se zákla adovou spáro ou; Rd je návvrhová hodnota odporu v základové sspáře Přednášky ky pro studenty bylyy vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geeotechnika“ financo ovaného z prostředkků EU a státního rozzpočtu ČR.

-2-


Rp;d návrrhová hodno ota odporujícíí síly vyvolan ná zemním tlakem na stra anu základu 2.1

Ko ontaktní nap pětí v základ dové spáře pro posouzení mezního o stavu ULS S

Pro centtrické zatížen ní se při výp počtu kontakttního napětí v základové é spáře (V/A A´) za efektivní plochu základu A´ dosazuje při: – zákla adovém pase e šířka základu b (když zzatížení je na a stanoveno na bm záklaadového pas su), resp. při ob bdélníkové patce potom její celková p plocha B x L , kde L je de elší strana záákladu. Pro osovvě excentrickké zatížení potom: – pro základový pass efektivní šíířka b´, kde B B´= B – 2 e, kde e je exce entricita zatížžení – pro čttvercovou pa atku efektivní plocha A´= B x (B – 2e)) Pro obeccně excentriccké zatížení potom: – pro o obdélníkovou patku efektivní plocha A A´= (B – 2e1) x (L – 2e2) Z pohled du excentricity nejsou zvláštní z opattření nutná, pokud excentricita je menší než 1/3 šířky uhového zák obdélníko ového základ du nebo 0,6 poloměru kru kladu. 2.2

Mezní únosno ost plošných základů

Při výpo očtu únosno osti plošných h základů je e nutné zoh hlednit krátk kodobé a dllouhodobé podmínky p únosnossti, především m z pohledu jemnozrnnýých zemin a rychlosti vý ýstavby. V běěžných přípa adech se pro úno osnost v jemnozrnnýc ch zeminácch vychází z krátkodob bé únosnossti – únosnosti za neodvod dněných pod dmínek, pro písčité či šttěrkovité zem miny z dlouhodobé únossnosti – únosnosti za odvodně ěných podmínek Speciáln ní přístup vyyžadují jemnozrnné zem miny s nízkým m stupněm saturace, s zdde je nutno zohlednit změnu sstupně nasyccení s časem m. Krátkodobá á únosnost za z neodvodn něných podm mínek pro jem mnozrnné zeminy v tomto přípa adě je na kon nzervativní sttraně bezpeč čnosti. 2.2.1

M Modely pro výpočet v me ezní únosno sti za neodv vodněných podmínek

(1) Záklladní model pro základov vý pas vychá ází z řešení Prandla (192 20) pro plasttické jíly (kon nzistence měkká a tuhá) kdy φu = O, cu = konst.) R/A´= (π π+ 2) x cu + q = 5,14 cu + q kde q je tlak nad dloží nebo za atížení v úrovvni základové spáry (pro základní příípad q = γ x D, kde D je hloubkka základové é spáry pod povrchem p te rénu). (2) Obdo obný model pro p stejný případ uvádí i Bolton (1979 9): R/A´= 5,7 7 cu + q (3) ČSN EN 1997-1 v příloze D uvádí, u že úno osnost se mů ůže počítat ze vztahu: R/A´= (π π+ 2) cu bc sc ic + q Kde bezdimenzionální součinitel bc vyjadřuje sklon základ dové spáry: bc = 1 – 2 α/ (π+ 2) Když α je e úklon zákla adové spáry od vodorovn né Bezdime enzionální so oučinitel tvaru u základu: sc = 1 + 0,2 0 (B´/L´) prro obdélníkový tvar sc = 1,2 pro p čtvercovýý nebo kruho ový tvar Přednášky ky pro studenty bylyy vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geeotechnika“ financo ovaného z prostředkků EU a státního rozzpočtu ČR.

-3-


Bezdime enzionální so oučinitel pro šikmost š zatížžení ic vyvola anou vodorov vným zatíženním H:

ic 

1 H (1  1  ) 2 A' c u

kde H  A' cu. Model uvváděný v ČS SN EN 1997--1 vychází z Prandlova ře ešení, neb pro vodorovnoou základovo ou spáru, základovvý pas a svisslé zatížení vztah v plně pře echází na ro ovnici Prandla a. (4) ČSN 731001 (198 88-2010) do rovnice pro mezní únosnost zavádí kromě souči nitele s (vyja adřujícího tvar záklladu a součin nitele i (vyjad dřujícího vliv šikmosti zattížení) též so oučinitel d (vyyjadřující vliv v hloubky založeníí) a uvádí, že e únosnost se e může počít ítat ze vztahu u: : Pro přípa ad kdy φu = 0: 0 R/A´= cu . (π+ 2) . sc . ic . dc + q . sq . iq . dq P Potom pro zá ákladový pas s a centrické é zatížení: R/A´= cu . (π+ 2) . dc + q . dq P Pro malé hlo oubky založe ení, kdy hlou ubka založen ní D je menší než šířka zzákladu B, je e hodnota součinite ele d menšíí než 1,1 a tak jí lze zzanedbat. Po otom opět vztah v přecháází v základn ní rovnici Prynela. Pro přípa ad, kdy φu > 0 (pro jemnozrnné zemiiny konzisten nce pevné až tvrdé se sttupněm saturace Sr > 0,8): R R/A´= cu . Nc . sc . ic . dc + q´ . Nq . sq . iq . dq + 0,5 5 . γ´ . B´. N γ . s γ . i γ . d γγ K Kde: Nc , Nq , N γ jsou u součinitelé únosnosti a jsou funkcí totálního t úhllu vnitřního třření φu: kdyžž: ((4.13a) ((4.13b)

Nc = (Nq – 1) cotg φu

pro φu > 0

Nc = 2 + π

pro φu = 0

Nq = tg2 (45 ( + φu/2) . exp ( π . tg g φu )

((4.13c)

N γ = 1,5 5 (Nq – 1) tg φ u

((4.13d)

sc, sq, s γ jsou so oučinitelé tva aru základu: kdyžž: sc = 1 +0 0,2 B/L

((4.14a)

sq = 1 + B/L B sin φu

((4.14b)

s γ = 1 – 0,3 B/L

((4.14c)

kdyžž pro čtvercov vý a kruhovýý základ B = L ic, iq, i γ jsou součinitelé šikm mosti zatíženíí: kdyžž: Přednášky ky pro studenty bylyy vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geeotechnika“ financo ovaného z prostředkků EU a státního rozzpočtu ČR.

-4-


ic = iq = i γ = (1 – tg δ)) 2 kkdyž δ je úhe el odklonu vý ýslednice sil od svislice dc, dq, d γ jsou so oučinitelé vlivvu hloubky založení: z kdyžž: dc = 1 + 0,1 0 ( D/B)-1/2

((4.16a)

dq = 1 + 0,1 ( D/B . ssin 2 φu)-1/2

((4.16b)

dγ =1

((4.16c)

Pozn. 1: Symboly a indexy i byly přizpůsobeny p y symbolům a indexům, které k využíváá ČSN EN 19 997. Pozn. 2: ČSN 73100 01 (1988-2010) symbolu R využívala pro vyjádřen ní napětí (kPaa), zatímco nyní n ČSN EN 1997 7 využívá R pro p sílu (kN), a pro napě ětí potom výrraz R/A. Určitá nejednoznnačnost v če eské verzi ČSN EN N 1997-1 vyp plývá z anglic cké verze, kd de se termín nu „bearing resistence“ r ppoužívá jak pro p výraz Rd (článe ek 6.5.2), takk i pro výraz Rd/A´(Příloh a D.3). (5) V případě, že zákkladová spárra není vodo orovná a teré én v blízkosti plošného záákladu je ukloněn, lze pro výpo očet mezní únosnosti pou užít obecné rrovnice Hans sena, viz Han nsen (1970) či Vaníček (1982). (6) V ob becném přípa adě lze pro stanovení m mezní únosn nosti využít i analytickýcch metod sta ability po smykové é ploše, které é jsou uvede eny v kap. Ch hyba! Nenalezen zdroj odkazů. o Nássypy. 2.2.2

M Modely pro výpočet v me ezní únosno sti za odvod dněných podmínek

Modely pro výpočet mezní únos snosti za od dvodněných podmínek js sou typické pro dobře propustné p písčité a štěrkovité zeminy. z Lze je však apli kovat i pro zeminy z s jem mnou příměssí, pokud kon nsolidace podloží p probíhá dosttatečně rychle a odpovídá á rychlosti vý ýstavby. (1) ČSN N 731001 (19 988-2010) do oporučovala obecný vzta ah se zavede ením vlivu tvvaru základu,, šikmosti zatížení a hloubky za aložení ve tvaru: R/A´´= c´. Nc . sc . ic . dc + q´ . Nq . sq . iq . dq + 0,5 . γ´ . B´. N γ . s γγ . i γ . d γ kkde: Nc , Nq , N

φ´.

kdyžž: ((4.18a)

γ

jso ou součinite lé únosnosti a jsou funkcí efektivníhho úhlu vnitřn ního tření

Nc = (Nq – 1) cotg φ´ Nq = tg2 (45 ( + φ´/2) . exp ( π . tg g φ´ )

((4.18b)

N γ = 1,5 5 (Nq – 1) tg φ φ´

((4.18c)

sc, sq, s γ jsou so oučinitelé tva aru základu: kdyžž: ((4.19a) ((4.19b) ((4.19c)

sc = 1 +0 0,2 B/L sq = 1 + B/L B sin φ´ s γ = 1 – 0,3 B/L

kkdyž pro čtve ercový a kruh hový základ B = L Přednášky ky pro studenty bylyy vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geeotechnika“ financo ovaného z prostředkků EU a státního rozzpočtu ČR.

-5-


ic, iq, i γ jsou součinitelé šikm mosti zatíženíí: kdyžž: ic = iq = i γ = (1 – tg δ)) 2 kkdyž δ je úhe el odklonu vý ýslednice sil od svislice dc, dq, d γ jsou so oučinitelé vlivvu hloubky založení: z kdyžž: ((4.21a) ((4.21b) ((4.21c)

dc = 1 + 0,1 0 ( D/B)-1/2 dq = 1 + 0,1 ( D/B . ssin 2 φ´)-1/2 dγ =1

(2) ČSN N EN 1997-1 1 uvádí rovn nici únosnostti za odvodn něných podm mínek v přílozze D.3 a zva ažuje vliv tvaru zákkladu a šikm mosti zatíženíí (3) V příípadě, že zákkladová spára není vodo orovná a teré én v blízkosti plošného záákladu je uk kloněn lze pro výpo očet mezní únosnosti pou užít obecné rrovnice Hans sena, viz Han nsen (1970) či Vaníček (1982). (4) V ob becném přípa adě lze pro stanovení m mezní únosn nosti využít i analytickýcch metod sta ability po smykové é ploše, které é jsou uvede eny v kap. Ná ásypy. 2.2.3

S Splnění záklladní podmíínky mezníh ho stavu ULS S typu GEO O

Pro spln nění základn ní podmínky mezního sta avu únosnos sti plošných základů dlee ČSN EN 1997-1 1 je nutno zá ákladní nerovvnost: V/A´  R/A´ R kde vstupními hodno otami jsou ho odnoty chara akteristické a to jak pro za atížení, tak ppro parametry y zeminy Převést na podmínku u: Vd/A´  Rd/A´ resp. při aplikaci obe ecné rovnice z ČSN 7310 01 /1988-2010) na tvar: (VGd + VQd + Wzd z ) / A´  cd. Nc . sc . ic . d c + q´ . Nq . sq . iq . dq + 0,5 . γd´ . B´´. N γ . s γ . i γ . d γ

Kde vstu upními hodno otami jsou ho odnoty návrh hové (design values) s indexem d, a tto opět jak prro zatížení, ta ak pro parametry zeminy (včetně všec ch součinitelů – únosnossti, tvaru základu, šikmosti za atížení a hlou ubky založen ní). ČSN EN N 1997-1 zmiňuje 3 možnosti tohoto p převodu, tzv. návrhové přřístupy. Pro N Návrhový příístup 1 (NP 1) mussí být základní podmínka a splněna pro o následující kombinace ddílčích součinitelů na zatížení (A A), a na materiál (M): Kombina ace 1:

A1 + M1

Kombina ace 2:

A2 + M2

Pozn. ČS SN EN 1997 7-1 v článku 2.4.7.3.4.2 2 výýše uvedený ý vztah rozšiřřuje o odpor R, avšak to zde není třeba neb všechny v dílčíí součinitele jjsou v tomto o případě rovny 1. Pro Kom mbinaci 1 se zatížení z zvyš šuje pomocí dílčích souč činitelů zatíže ení γG = 1,355 pro stálé za atížení, resp. γQ = 1,5 1 pro prom měnné zatížen ní (pro soubo or A1) a para ametry zeminny (pro soub bor M1) se ponechá ávají ve svýc ch charakteri stických hod dnotách (dílčí součinitel jee roven 1)


-6-


Pro Kom mbinaci 2 se zatížení z zvyš šuje pouze d dílčím součinitelem pro prroměnné zattížení γQ = 1,,30 (pro soubor A2)) a parametry y zeminy se (pro soubor M2) snižují pomocí p násleedujících dílč čích součinitelů: - pro efe ektivní úhel vnitřního tření φ´ .

γ φ´ = 1,2 25

- pro efe ektivní soudržžnost

γ c´ = 1,2 25

- pro neo odvodněnou smykovou pevnost p

γcu = 1,4 4

- pro pevvnost v prosttém tlaku

γ qu = 1,4 4

- pro objemovou tíhu u

γ γ = 1,0 0

když tento součinnitel se použije pro tg

Postup p pro NP1 Kom mbinaci 1 a 2 je graficky zznázorněn na a obr. 4.1.

Obr. 2. Z Zavedení dílččích součinite elů spolehlivvosti pro jedn notlivé kombinace NP1 Výsledke em řešení základní z podmínky je rozzměr základu B, resp. L splňující nnejpřísnější podmínku p z obou kkombinací. Pozn. Ve e většině případů je přísn nější podmín nkou Kombin nace 2, která je nejbližší ddosavadní zk kušenosti z aplikacce ČSN 731001 (1988-2 2010). Pro ne eodvodněné podmínky je e návrh odváážnější s ohlledem na nižší hod dnoty dílčího o součinitele spolehlivossti pro neodv vodněnou soudržnost. Prroto v případ dech, kdy


-7-


se ploch ha porušení pohybuje v oblasti malýých normálov vých napětí (ca do 100 kPa), se do oporučuje použít p přísnější hodnotu součinitele γcu ((např. 1,6) či se dopo oručuje poroovnání únos snosti za neodvod dněných a odvodněných o podmínek, když nebez zpečnější by měly být poodmínky krá átkodobé, neodvod dněné.

3

Základní pod dmínka ná ávrhu ploš šných zák kladů z pohledu mezzního stav vu po orušení (UL LS) typu STR S

Jelikož Č ČSN EN 199 97-1 stanovíí, že podmín nka: Vd  Rd

musí býýt splněna pro p všechny mezní stavvy porušení, je postup pro p splnění mezního sta avu STR následující: - pro navrženou šířkku (plochu) základu z za a aplikace NP 1 a (většino ou po zaokroouhlení na 0,1 0 m) se základ znovu posuzzuje z pohled du Kombinacce 1 pro soubor zatížení A1. - vyhodn nocení konta aktního napěttí v základovvé spáře pro tento soubo or zatížení, aať již za využ žití vztahů uveden ných v kap. 4.2.1 nebo za jiných p předpokladů (např. dle Boussinesqa B a) a to podle tuhosti u – viz. napřř. Šimek a Va základu aníček (1976 6) - výpoče et maximálníh ho momentu, kterým je n namáhán nav vržený základ d; - navržení vyztužení betonového základu za pomocí ČSN N EN 1992 re esp. 1994.

4

Ch harakteristtické hodn noty param metrů zem miny

(1) ČSN EN 1997-1 specifikuje, s že ž výstupem Zprávy o ge eotechnickém m průzkumu jje především m: -

p přehled odvo ozených hodnot geotechn nických para ametrů (článe ek 3.4.3.(1)

-

rrozsah a jakékoliv se eskupení od dvozených hodnot h geotechnických údajů pro každou llitologickou vrstvu v (článe ek 3.4.3.(2).

(2) Proje ektant geotecchnické kons strukce – pro ojektant zodp povědný za návrh n - do svvých výpočtů ů využívá charakte eristické hodnoty geotech hnických parrametrů. Výb běr charakteristických hoodnot geotec chnických paramettrů se musí zakládat na a výsledcích h a odvozen ných hodnottách z labora ratorních a terénních t zkoušekk doplněnýcch osvědče enou zkuše ností (článe ek 2.4.5.2.((1)P. Charaakteristická hodnota geotechn nického para ametru se musí m vybrat ja ako obezřetn ný odhad ho odnoty ovlivňňující výskyt mezního stavu(člá ánek 2.4.5.2.(2)P. (3) Proje ektant geote echnické kon nstrukce spa adající do 2 Geotechnick ké kategorie může s ohledem na riziko, s kterým je návrh spo ojen, vycházzet při deffinitivním vý ýběru charaakteristických h hodnot z následujících tří po ostupů silně ovlivněných dopadem porušení navrrhované konnstrukce na okolí o (tzv. consequ uence classes) dle ČSN EN E 1990: - v přípa adě malého rizika na ok kolí (Třída 1)) a při dobrý ých zkušeno ostech danouu lokalitou lze využít standard dních tabu ulek chara akteristických h hodnot vztaženýc ch k indexxovým vlastnostem z geotecchnického prrůzkumu. Op pět z těchto tabulek se z uváděného rozsahu m musí charak kteristická hodnota vybrat jako velmi v obezře etná (článek 2.4.5.2.(12)P P. - v přípa adě vysokéh ho rizika na okolí (Třída a 3) se výb běr opírá o výsledky meechanicko-fy yzikálních vlastností zjištěných h při laboratorních či te erénních zko ouškách, jejichž počet ppro každou vrstvu je dostateččný pro statistické vyhodnocení. So oučasná disk kuse ke způ ůsobu statisstického vyhodnocení dává přřednost defin novat charakteristickou hodnotu jak ko hodnotu průměrnou ± SD/2 (sttandardní odchylka a /2).


-8-


- v přípa adě středníh ho rizika na okolí (Třída a 2) se výbě ěr opírá o výsledky v mecchanicko- fy yzikálních vlastností zeminy zjištěných při laboratornícch či terénních zkouškác ch, jejichž poočet není do ostatečný pro statisstické zpraco ování. Zjištěné výsledky se tak konfrrontují s tabu ulkovými hoddnotami před d finálním výběrem m. Ve všech případech se doporuč čuje orientač ní citlivostní analýza vsttupních charrakteristickýc ch hodnot na řešen né mezní stavy. ch hodnot geotechnick Sttandardní ta abulky chara akteristickýc g kých parameetrů

4.1

(1) Pro výběr chara akteristické hodnoty h geo otechnických parametrů pro návrh pplošných zák kladů lze využít ta abulku – Tab b. 4.2. Jde v principu o p převzetí tabulky z ČSN 73 31001 (19888-2010), s kte erou jsou velmi do obré zkušenosti, a souč časná diskusse vede k zá ávěru, že do osavadní tabbulky označ čující zde uváděné é hodnoty ja ako směrné či reprezen ntativní, lze z pohledu ČSN EN 19997-1 uvažo ovat jako charakte eristické. (2) Pro zzatřídění do 5 tříd zemin n štěrkovitýcch, 5 tříd zem min písčitých h a 8 tříd zeemin jemnozrrnných je využito trojúhelníkovvého diagra amu tří zákkladních frak kcí zemin a plasticitníhho diagramu u. Dělení konzistence jemnozrrnných zemin n je zřejmé z přdnášky č. 2. Tabulkovvé charakteristtické hodnoty mechanicko - fyzikálních vlastností v zem min jemnozrnnných zemin, třřída F1 – F4 Konzis stence Třída

F1

Symbol

MG

Charakterist tik a

,, [kNm-3]

měkká

tuhá

–

–

 = 0,35;

pevná Sr > 0,8  = 0,62;

10–20

12–24

15–30 1

cu [kPa]

40

70

70

70–80 7

u []

0

0

10

12–15 1

8–16

16–32 1

4– –12

,, [kNm-3]

 = 0,35;

 = 0,62;

 = 19,5 1

Edef [MPa]

4–8

7–15

10–12

18–25 1

cu [kPa]

30

60

60

60–70 6

u []

0

0

10

12–15 1

10–18

18–36 1

6– –14

ef [] MS

,, [kNm-3] Edef [MPa]

Sr > 0,8 Sr < 0,8 0 vyšetří se zkouškami

16– –24

vyšetří se zkouška ami

26–32 2

cef [kPa]

F3

 = 19,0 1

5–10

ef [] CG

Sr < 0,8

Edef [MPa]

cef [kPa]

F2

tvrdá

vyšetří se zkouškami

18– –26


24–30 0  = 0,35; 3–6

 = 0,62;

5–8

8–12

 = 18,0 1


15–15 1


-9-

Inovace stuudijního oboru G Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/2 28.0009 cu [kPa]

30

60

60

60–70 6

u []

0

0

10

12–15 1

12–20

20–40 2

cef [kPa]

8– –16

ef [] F4

CS

,, [kNm-3]

20– –28


24–29 9  = 0,35;

 = 0,62;

 = 18,5 1

Edef [MPa]

2,5–4

4–6

5–8

8–12

cu [kPa]

30

50

70

70–80 7

u []

0

0

5

8–14

14–22

22–44 2

cef [kPa]

10 0–18

ef []


22– –31


23–27 7

Tabulko ové charakteristické hodn noty mechan icko - fyzikállních vlastností jemnozrnnných, třídy F5 F – F8 Konzis stence Třída

F5

Symbol

Charakterist tik a

ML

,,

MI

Edef cu u

cef ef F6

[kNm-3 ]

[MPa] ]

měkká

tuhá

–

–

 = 0,40;

pevná Sr > 0,8  = 0,47;

tvrdá

Sr < 0,8  = 20,0 2

Sr > 0,8


1,5–3

3–5

5–8

7–10

10 0–15

[kPa]

30

60

70

70–80 7

2 00

[]

0

0

5

8–14

12–20

20–40 2

[kPa]

8– –16

12–20 80–90 0 15–20

20– –28


19–23 3

[]  = 0,40;

,, [kNm-3]

CI

Edef [MPa]

1,5–3

3–6

6–8

8–12

10 0–15

cu [kPa]

25

50

80

80–90 8

1 170

u []

0

0

0

4–12

12–20

20–40 2

8– –16

 = 0,47;

 = 21

vyšetří se

CL

cef [kPa]

Sr < 0,8

zkouškami 12–20 80–90

0

14– 1 18

20– –28



- 10 -

Inovace stuudijního oboru G Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/2 28.0009 ef [] F7

17–21 1

MH

,, [kNm-3]

 = 0,40;

MV

Edef [MPa]

1–3

3–5

5–7

7–10

ME

cu [kPa]

25

50

80

80–90 8

u []

0

0

0

4–12

8–16

14–28 1

cef [kPa]

 = 0,47;

4– –10

ef [] F8

vyšetří se

 = 21

zkouškami 10– –15

12– –20

1 170

80– 8 90 0 14–18 vyšetří se

16– –24

zkouška ami

15–19 9

CH

,, [kNm-3]

 = 0,42;

CV

Edef [MPa]

1–2

2–4

4–6

6–8

CE

cu [kPa]

20

40

80

80–90 8

u []

0

0

0

3–10

6–14

14–28 1

cef [kPa]

 = 0,37;

2 2–8

vyšetří se

 = 20,5 2

ef []

zkouškami 8–1 10

10– –15

1 150

80– 8 90 0 12–16

14– –22


13–17 7

Tabulkovvé charakterristické hodno oty mechaniccko fyzikálníích vlastností – zeminy ppísčité třídy S1 S – S5 Činitel le

ef[]

Edef[Mp Mpa]

ovlivňuj jící Třída Sy ymbol





 [kNm-3]

cef ID =

ID =

ID =

0,33–0,67 0,67–1,0 0,33–0,67

ID =

stanove ení

istik [kPa] a] charakteri

0,6 67–1,0

v rámc ci rozpětí třídy t

0 0,2 0,7 S1

SW

S2

SP

S3

S–F

8

8

0,2 0,7 0 8

8

0,3 0,7 0 0

20

30–60

50–100

34–39

37–42

0

ID, w, g, 

18,5

15–35

30–50

32–35

34–37

0

tvar zr rn,

17,5

12–19

17–25

28–31

30–33

0

angulari ita

4


- 11 -

Inovace stuudijního oboru G Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/2 28.0009 0,3 0,7 0 S4

SM

S5

SC

0

4

0,3 0,6 0 5

podíl jem mných 18

5–1 5

28–30

0–10 0

částic a

18,5

4–1 2

26–28

4–12 2

konziste ence

2

zeminy y

Tabulkovvé charakterristické hodno oty mechaniccko fyzikálníích vlastností - štěrky, tříddy G1 – G5 Činitel le

ef[]

Edef[M Mpa]

ovlivňující Třída Sy ymbol







ceff -3

[kNm ]

ID =

ID =

ID =

ID =

0,33–0,67 0,67–1,0 0,33–0,67

stanovení

[kPa a] charakteristi

0,6 67–1,0

k v rám mci rozpětí třídy

0 0,2 0,9 G1

GW

G2

GP

G3

G–F

0

0

0,2 0,9 0 0

0

0,2 0,8 0 5

21

250–390

360–500

36–41

39–44 3

0

ID, w, g, 

20

100–190

170–250

33–38

36–41 3

0

tvar zrn,

19

80–90

90–100

30–35

33–38 3

0

angulari ita

3 podíl jemných

0 0,3 0,7 G4 G5

GM GC

0

4

0,3 0,7 0 0

19

60–8 80

19,5

30–35

40–6 60

28–32

4

0–8 8

částic a

2–10 0

konzistence zeminy y

Hloubkaa zs a dosah as smykové plochy pod zzákladem dlee Prandtlovaa vzorce:

b zs  2

  arc   tg 2 

  ccos  e 4   cos 445o    2

 b  a s  1  2tg  45  d 2 2 



 2 tg d e 

   

ppřibližné urččení: u S1 až S3; G1 až G G3: zs = 2b, as = 6b. u ostatníích tříd: zs = b, as = 2,5b b.

Obr. O 3. Vliv vody podle ČSN Č 73 1001 Přednášky ky pro studenty bylyy vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geeotechnika“ financo ovaného z prostředkků EU a státního rozzpočtu ČR.

- 12 -


Možnostti pro výpočeet 2: 1) HPV v hloubce zs nebo hloub běji: 2   ppřirozeně vlh hká zemina 2) HPV v úrovni zákkl. spáry: 2  su HPV < zs : 2   3) d < H

2

  sus 

dw    zs

su



4) HPV nad úrovní zákl. z spáry: 2  su; 1  d1 +sud2 Omezení tohoto druhhu výpočtu (o otázka homoogenity v obllasti dosahu smykové s ploochy)

SVISLÁ Á ÚNOSN NOST NEH HOMOGEN NNÍHO PO ODLOŽÍ a) použittí prům. vážeených hodno ot

Obr. 4. K výpočtu svisslé únosnostii vrstevnatéh ho prostředí ppřípad 3í vrsstev: délky li a plochy Ai b) náhrada tvaru smyyk. plochy tro ojúhelníkem m

 1d1   2d2   3d3

c1d1  c2d2  c3d3 ds ds  d d  z    2 d 2 d s  z 2    3 d 3 d s  z3  m  1 1 s 1 d s2

m 

cm 

c) výpoččet pro každoou vrstvu zvlášť a pak n

Rd   Rdi  i 1

ls li

Á ÚNOSN NOST SKA ALNÍHO P PODLOŽÍ SVISLÁ ovlivňuje: pevnost, kvalita k a husttota diskontinnuit

Rd 

c r p


- 13 -


Hustota diskontinuit

součin nitel p

velmi maalá a malá

1,0

střední a nízká

1,8

velmi a eextrémně vellká

3,0

Tabb. 3. Součinnitel p. R1, R2

Třída pevnost

neroz-

R3

R4

R5

R6

50

15

15

5

5

1,5

1,5

0,5

15

10

10

6

6

2,5

2,5

1,0

c /Mpa// hoduje souč. r

15

Tab.. 4. Součinitel r.

VODO OROVNÁ ÚNOSNOS Ú ST ZÁKLA ADOVÉ PŮ ŮDY 1) Posunnutí

ppodmínka: Hd  Hu

H u   stp Vde  tg d  cd  Aef  S pd 

stp - souč. stability poloh hy:

pro pposunutí = 0,,9 pro ppřevržení na zemině = 0,8 8 na nepoddajném n m podloží = 00,9

Vde - svislá složka s Spd - vodor. složka s zemníího odporu

2) Převržžení

ppodmínka: M d  M u

Přednáškyy pro studenty bylyy vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geeotechnika“ financo ovaného z prostředkků EU a státního rozzpočtu ČR.

- 14 -


Obr. O 5. Stabillita proti přev vržení základ du Ke klopnné hraně zákkladu, pro oběě hrany zvláššť

M d  Hd  d  M M n   stp

L Gd  Vde  2

3) Vynořření

ppodmínka: Vd  Vu

pro p objekty ddočasně nebo o trvale pod HPV H

Vu  Gd  Vde    stp Vd   n   sitt   f Vw   w

Přednáškyy pro studenty bylyy vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geeotechnika“ financo ovaného z prostředkků EU a státního rozzpočtu ČR.

- 15 -

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Recommend Documents