ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ
This presentation is the property of its rightful owner.
Sponsored Links
1 / 23

ΔΙΑΛΕΞΗ 11 Θεμελιώσεις με πασσάλους : Καθιζήσεις πασσάλων PowerPoint PPT Presentation


  • 111 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ « ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΙΣ » 7ο Εξ. ΠΟΛ-ΜΗΧ. ΕΜΠ - Ακαδ. Ετος 2007 - 08. ΔΙΑΛΕΞΗ 11 Θεμελιώσεις με πασσάλους : Καθιζήσεις πασσάλων. 06 .0 2 .200 8. 1. Κατηγορίες πασσάλων 2. Αξονική φέρουσα ικανότητα μεμονωμένου πασσάλου 2.1 Εμπηγνυόμενοι πάσσαλοι (πάσσαλοι εκτοπίσεως)

Download Presentation

ΔΙΑΛΕΞΗ 11 Θεμελιώσεις με πασσάλους : Καθιζήσεις πασσάλων

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


11

ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ

« ΘΕΜΕΛΙΩΣΕΙΣ »

7ο Εξ. ΠΟΛ-ΜΗΧ. ΕΜΠ - Ακαδ. Ετος 2007 - 08

ΔΙΑΛΕΞΗ 11

Θεμελιώσεις με πασσάλους :

Καθιζήσεις πασσάλων

06.02.2008


11

  • 1. Κατηγορίες πασσάλων

  • 2. Αξονική φέρουσα ικανότητα μεμονωμένου πασσάλου

  • 2.1 Εμπηγνυόμενοι πάσσαλοι (πάσσαλοι εκτοπίσεως)

  • 2.2 Εγχυτοι πάσσαλοι (φρεατοπάσσαλοι)

  • 2.3 Ανάλυση πασσάλων κατά τον Ευρωκώδικα 7

  • 3. Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου

  • 4. Ομάδες πασσάλων

    • 4.1 Φέρουσα ικανότητα ομάδας

    • 4.2 Καθιζήσεις ομάδας

  • 5. Εγκάρσια φόρτιση πασσάλων


11

Εκτίμηση της καμπύλης φορτίου (Q) - υποχώρησης (ρ) πασσάλου

μέσω των καμπύλων ανάπτυξης πλευρικής τριβής και αντίστασης αιχμής

1. Με την παραδοχή ότι ο πάσσαλος δεν συμπιέζεται (δηλ. ρ = σταθερό) :

Q

ρ

fs

qp

ρ

Για διάφορες τιμές της καθίζησης (ρ) της κεφαλής υπολογίζονται :

τα fsκαι qpκαι εξ’ αυτώντα Qsκαι Qp , οπότε : Q = Qs + Qp


11

Εκτίμηση της καμπύλης φορτίου (Q) - υποχώρησης (ρ) πασσάλου

μέσω των καμπύλων ανάπτυξης πλευρικής τριβής και αντίστασης αιχμής

εύρος ανάπτυξης τουqpu

εύρος ανάπτυξης τουfsu

Ανάπτυξη πλευρικής τριβής (fs) στην παράπλευρη επιφάνεια του πασσάλου, μέσω της σχετικής ολίσθησης (βύθισης) του πασσάλου ως προς το περιβάλλον έδαφος

ρ = (0.4% - 1.2%) D = 4 – 15 mm

Ανάπτυξη αντίστασης αιχμής (qp) στην βάση του πασσάλου, μέσω της βύθισης (καθίζησης) τη βάσης του πασσάλου

ρ = (4% - 10%) D = 30 - 100 mm


11

Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου :

Εάν είναι γνωστές οι καμπύλες ανάπτυξης της πλευρικής τριβής (fs ) και της αντίστασης αιχμής ( qp ) συναρτήσει της καθίζησης (ρ) του πασσάλου, μπορεί να υπολογισθεί η καμπύλη φορτίου – καθίζησης (Q – ρ) του πασσάλου

Q

ρ

Ο υπολογισμός είναι σχετικώς εύκολος εάν θεωρηθεί ότι ο πάσσαλος είναι αξονικά ασυμπίεστος. Σε διαφορετική περίπτωση, απαιτείται αριθμητική διαδικασία


11

Ανάληψη φορτίων από θλιβόμενους πασσάλους

Καθίζηση ρ

Q

συμπίεση πασσάλου

Καθίζηση αιχμής

Qp Qs

Qp

Κατανομή της πλευρικής τριβής στον πάσσαλο : Η αρχική αύξηση του fsμε το βάθος οφείλεται στην βελτίωση των ιδιοτήτων του εδάφους. Σε μεγαλύτερα βάθη, το fsμειώνεται λόγω μείωσης της σχετικής μετακίνησης πασσάλου-εδάφους.


11

Ανάληψη φορτίων από θλιβόμενους πασσάλους (συμπιεστούς αξονικά)

Παράδειγμα προσεγγιστικής κατανομής της πλευρικής τριβήςκατά μήκος πασσάλου

Πάσσαλος : μήκος L=15m, διάμετρος B = 0.45m  Ap = 0.159 m2

Εδαφος : αμμώδης σχηματισμός

οριακή πλευρική τριβή fsu = 150 kPa

oριακή μοναδ. αντίστ. αιχμής qpu = 4 Mpa

Δίνονται οι καμπύλες fs – ρ και qp – ρ, όπως στο σχήμα.

Οριακό φορτίο πασσάλου :

Qsu = π B L fsu = 3.14 x 0.45 x 15 x 0.150

= 3.18 MN

Qpu = Ap qpu = 0.159 x 4 = 0.64 MN

Qu = Qsu + Qpu = 3.18 + 0.64 = 3.82 MN

Συντελεστής ασφαλείας πασσάλου : FS=2

Φορτίο λειτουργίας πασσάλου :

Q = Qu / FS = 3.82 / 2 = 1.9 MN

Δοκιμαστικός προσδιορισμός της καθίζησης

που αντιστοιχεί στο φορτίο λειτουργίας :

Έστω καθίζηση αιχμής : 3 mm


11

Ανάληψη φορτίων από θλιβόμενους πασσάλους (συμπιεστούς αξονικά)

Παράδειγμα προσεγγιστικής κατανομής της πλευρικής τριβήςκατά μήκος πασσάλου

Καθίζηση αιχμής : 3 mm

Μοναδ. αντίσταση αιχμής: qp = 0.93 MPa

Αντίσταση αιχμής : Qp = 0.15 MN

Στοιχεία αιχμής πασσάλου :

σ = Qp / Ap = 0.15 / 0.159 = 0.93 MPa

ε = σ / Εb = 0.93 / 30000 = 0.000031

Μέσο φορτίο κατά μήκος του πασσάλου :

Qm = 0.5 x (1.9 + 0.15) = 1.025 MN

Μέση τάση στον πάσσαλο :

σm = Qm / Ap = 1.025 / 0.159 = 6.45 MPa

Μέση παραμόρφωση πασσάλου :

ε = σm / Eb = 6.45 / 30000 = 0.00021

Συμπίεση του πασσάλου :

Δρ = ε L = 0.00021 x 1500 cm = 3.2 mm

Καθίζηση κεφαλής : 3 + 3.2 = 6.2 mm

Κεφαλή πασσάλου :

σ = Q / Ap = 11.9 MPa

ε = σ / Εb = 11.9 / 30000 = 0.0004

Έλεγχος :

Qs = 3.14 x 0.45 x 15 x 85 = 1.8 MN  1.75


11

Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου :

Μέθοδος προσδιορισμού της καμπύλης Q – ρ για έγχυτους πασσάλους, κατά το DIN 4014

Παραδοχή : Ο πάσσαλος θεωρείται ασυμπίεστος αξονικά : δηλαδή ρκεφαλής = ραιχμής

1.1 Καμπύλες ανάπτυξης της πλευρικής τριβής (fs) – κάθε είδους εδάφη

για ρ  ρsu

fs = fsu για ρ > ρsu

όπου :

Qsu= οριακή αντίσταση τριβής σε ΜΝ

ρsu = καθίζηση κεφαλής σε cm


11

Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου

Μέθοδος προσδιορισμού της καμπύλης Q – ρ για έγχυτους πασσάλους κατά το DIN 4014

1.2 Καμπύλες ανάπτυξης της μοναδιαίας αντίστασης αιχμής (qp)σε MPa

1.2.1 Σε μή-συνεκτικά εδάφη (D = διάμετρος πασσάλου) :

0.02 D

0.03 D

0.10 D

Τιμές του qpσε MPa


11

Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου

Μέθοδος προσδιορισμού της καμπύλης Q – ρ για έγχυτους πασσάλους κατά το DIN 4014

1.2 Καμπύλες ανάπτυξης της μοναδιαίας αντίστασης αιχμής (qp) σε MPa

1.2.2 Σε συνεκτικά εδάφη (D = διάμετρος πασσάλου) :

0.02 D

0.03 D

0.10 D

Τιμές του qpσε MPa


11

Μέθοδος προσδιορισμού της καμπύλης Q – ρ κατά το DIN 4014

Παράδειγμα εφαρμογής :

Στρώση Ι : Στιφρή άργιλος, γ = 18 kN/m3

Αστράγγιστη διατμητική αντοχή : cu = 125 kPa

Στρώση ΙΙ : Πυκνή άμμος, γ = 20kN/m3με SPT N = 45

Έγχυτος πάσσαλοςμε L = 20m, D = 0.8m :

1. Υπολογισμός της οριακής φέρουσας ικανότητας :

Από τους πίνακες του DIN 4014 :

Στρώση Ι : fsu = 45 kPa

Στρώση ΙΙ : qc = 0.5 N = 0.5 x 45 = 22.5 MPa

fsu = 120 kPa και qpu = 3.75 MPa

Οριακή αντίσταση πλευρικής τριβής :

Qsu = 3.14 x 0.80 x (45 x 12 + 120 x 3) = 1356.5 + 904.3 = 2261 kN

Οριακή αντίσταση αιχμής :

Qpu = 0.5024 x 3750 = 1884 kN

Ap = 3.14 x 0.82 / 4 = 0.5024 m2

Οριακή αντίσταση πασσάλου : Qu = Qsu + Qpu = 2261 + 1884 = 4145 kN


11

Μέθοδος προσδιορισμού της καμπύλης Q – ρ κατά το DIN 4014

Παράδειγμα εφαρμογής :

2. Υπολογισμός της καμπύλης Q - ρ :

2.1 Πλευρική τριβή :

Qsu = 2.261 MN ρsu = 1.63 cm

και : Qs = min {(ρ / ρsu ) Qsu , Qsu }

Αντοχή κώνου : qc = 0.5 N = 0.5 x 45 = 22.5 MPa

2.2 Αντίσταση αιχμής :

Ap = 0.5024 m2


11

Μέθοδος προσδιορισμού της καμπύλης Q – ρ κατά το DIN 4014

Παράδειγμα εφαρμογής :

ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ :Θεωρήθηκε ότι ο πάσσαλος είναι ασυμπίεστος αξονικά

(δηλαδή ρκεφαλής = ραιχμής)

Για συντελεστή ασφαλείας έναντι υπέρ-βασης της φέρουσας ικανότητας FS = 2 :

Qmax = Qu / 2 = 4145 / 2 = 2072 kN

Η καθίζηση του πασσάλου για το φορτίο αυτό (μέγιστο φορτίο λειτουργίας) είναι :

ρ = 11mm


11

  • Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου

  • Μέθοδοι βασισμένες στη θεωρία ελαστικότητας (Poulos & Davis, 1980)

ρ = καθίζηση κεφαλής πασσάλου

P = φορτίο πασσάλου, L = μήκος πασσάλου

Ε = μέτρο ελαστικότητας εδάφους

Ip = συντελεστής επιρροής που εξαρτάται από το πάχος (h) της συμπιεστής στρώσης, την διάμετρο (d) του πασσάλου και τον λόγο Poisson (ν) του εδάφους


11

  • Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου

  • Μέθοδοι βασισμένες στη θεωρία ελαστικότητας (γενικευμένη μέθοδος Poulos & Davis, 1980)

Πάσσαλοι τριβής (αιωρούμενοι) :

Πάσσαλοι αιχμής (εδραζόμενοι) :

ρ = Καθίζηση κεφαλής πασσάλου

Ρ = φορτίο πασσάλου

Ε = μέτρο ελαστικότητας εδάφους

d = διάμετρος πασσάλου

Ι1 = συντελεστής επιρορής

Ri = διορθωτικοί συντελεστές

Κ = συντελεστής ακαμψίας πασσάλου

Εp = μέτρο ελαστικότητας πασσάλου

Αp = εμβαδόν διατομής πασσάλου

Αps = εμβαδόν συμπαγούς διατομής πασσάλου


11

  • Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου

  • Μέθοδοι βασισμένες στη θεωρία ελαστικότητας (γενικευμένη μέθοδος Poulos & Davis, 1980)


11

  • Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου

  • Μέθοδοι βασισμένες στη θεωρία ελαστικότητας (γενικευμένη μέθοδος Poulos & Davis, 1980)


11

  • Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου

  • Μέθοδοι βασισμένες στη θεωρία ελαστικότητας (γενικευμένη μέθοδος Poulos & Davis, 1980)


11

Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου

4α. Περίπτωση ανάπτυξης αρνητικής τριβής στο ανώτερο τμήμα του

Q

Επιφανειακή φόρτιση

Πολύ μαλακό έδαφος

Qsn

Στην περίπτωση επιφανειακής φόρτισης δίπλα σε πασσάλους (π.χ. επιχώματα πρόσβασης σε γέφυρα της οποίας τα ακρόβαθρα θεμελιώ-νονται με πασσάλους), το έδαφος δίπλα στον πάσσαλο μπορεί να υποχωρεί (λόγω στερεο-ποίησης υπό το βάρος της επιφόρτισης) ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΟ απ΄ ότι υποχωρεί ο πάσσαλος (υπό το φορτίο της ανωδομής).

Αρνητική τριβή αναπτύσσεται στο τμήμα του πασσάλου όπου :

ρπασσάλου < ρεδάφους

Qs

ανθεκτικότερο έδαφος

Qp


11

Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου

4α. Περίπτωση ανάπτυξης αρνητικής τριβής στο ανώτερο τμήμα του

Q

ρεδάφους - ρπασσάλου

Αρνητική τριβή

Qsn

Θετική τριβή

Qs

Qp

Τυπική περίπτωση ανάπτυξης αρνητικής τριβής σε βαθειές θεμελιώσεις λόγω συμπίεσης της ανώτερης εδαφικής στρώσης


11

Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου

4β. Περίπτωση ανάπτυξης αρνητικής τριβής στο κατώτερο τμήμα του

Συμπίεση

Συμπίεση

Τυπικές περιπτώσεις ανάπτυξης αρνητικής τριβής σε βαθειές θεμελιώσεις λόγω συμπίεσης του κατώτερου τμήματος της εδαφικής στρώσης


11

Καθιζήσεις μεμονωμένου πασσάλου

4β. Περίπτωση ανάπτυξης αρνητικής τριβής στο κατώτερο τμήμα του

Τυπική περίπτωση ανάπτυξης αρνητικής τριβής σε βαθειές θεμελιώσεις λόγω συμπίεσης του κατώτερου τμήματος της εδαφικής στρώσης


  • Login