Calcul Piloti Forati

7/25/2019 Calcul Piloti Forati

http://slidepdf.com/reader/full/calcul-piloti-forati 1/21

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 încastrati în radier,

înaltimea radierului 1.%m& cota fundare radier -'.1m fata de cota terenului natural,

actiunile de calcul în planul talpii radierului:

⇒ N f = 11050 kN,

⇒ H f = 1050 kN,

⇒ M f = 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 alfundatiilor pe pilo 010e'1j %%&i).

. 2rmarea radierului.

II. PIESE DESENATE:

3edere 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.



4igura 1



REZOLVARE

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+

= 1. si respecti m = 1.,

Tabelul !



#e$nologia de betonare a !ilotului %ategoria ! m ntului de la ba&a !ilotului

coe&iv necoe&iv

m'

Betonare n uscat 1. 1.

Betonare sub ap :

- cu injec ie la baz

- f r injec ie la baz

.0

.!

1.

.0

Betonare sub noroi:

- cu injec ie la baz

- f r injec ie la baz

.!

./

.0

.!

Tabelul "

Te#n$l$%ia &e e'e(u ie a pil$ului%ategoria ! m ntului de la ba&a !ilotului

coe&iv necoe&iv

m(

ilot cu mantaua introdus prin batere i betonul compactat prin batere

1. 1.

ilot cu mantaua introdus prin ibrare i betonul compactat prin ibrare( n e*tragereacoloanei)

. ./



ilot forat n uscat i netubat ./ .

ilot forat sub noroi .% ./

ilot forat cu tubaj recuperabil ./ .

ilot forat cu tubaj nerecuperabil ./ .!

⇒ 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 ≥ βd b se considera c = βd b,

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

se determina:

Tabelul )

Val$area %ra&ului &e *n&e+areID

..++ .% 1

.+.// . 1%

./1. .+ '

Tabelul 5

φ, -°.'/° '!° +° +'° +° +/° +!° °

$γ 0.% 1'./ 1.+ '. +./ !./ 1.+ 1!.

$@ 1!./ '.! +'.! %.% /. !./ 1'. 1!%.



⇒ 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:

Tabelul /

)d ncimea

medie a stratului

* m nturi necoe&ive * m nturi coe&ive cu + %

mari imedii

fine pr foase

≥.! . ./ .% . .+

(m) f i (#a)

1 +% '+ 1% +% '+ 1% 1' % '

' ' + ' ' + ' 1 +

+ ! +% '% ! +% '% ' !

%+ +! ' %+ +! ' '' 0 %

% %/ '0 %/ '0 ' 1 /

/ + +' / + +' '% 11



1 /% / + /% / + '/ 1' !

1% ' %1 +! ' %1 +! '! 1 1

' 0 %/ 1 0 %/ 1 + 1/ 1'

'% !/ /1 !/ /1 +' 1! -

+ 0+ // 0+ // + ' -

+% 1 % 1 1 % +/ '' -



OBSERVAŢII :

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.



4igura '



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:

(#$)()



n care # = m = ..

OBSERVAŢII:

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 .

entru cazul analizat



%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

admisibile pentru construc ia respecti ,



'. 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.



Tabelul 2

"odul de e*ecu ie a pilotului m'

ilo i b tu i 1.

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.



4igura

Cal(ulul e$ruril$r Cn pil$ ii un&a iei

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

pilo i, n metri,



⇒ n p este num rul pilo ilor n grup,

⇒ J p este greutatea pilotului, in nd seama de ariabilitatea geometriei pilotului i a

greut ii specifice a materialului constituent, precum i de efectul de submersare al apei subterane, n #$,

⇒ $, "* i " I se iau cu alorile rezultate din nc rc rile din grupa special .

ondi iile care trebuie ndeplinite sunt:

Sma*≤< g - erificarea pilotilor la compresiune,

Smin≤< sm - erificarea pilotilor la smulgere.

Verii(area la $r e $ri0$nale a un&a iei

Ea radiere joase pe pilo i, solicitate la nc rc ri orizontale, se erific condi ia:

(#$)

n care:

⇒ Gtot este componenta orizontal a efortului total de calcul care ac ioneaz asupra

radierului,

⇒ Gin este suma tuturor componentelor orizontale ale eforturilor a*iale care ac ioneaz

n pilo ii nclina i, n #$,

⇒ < or este capacitatea portant a pilo ilor erticali la solicit ri orizontale,

⇒ $ este num rul pilo ilor erticali,

⇒ " este un coeficient al condi iilor de lucru egal cu .0.

Verii(area la +r pun%ere a ra&ierului

S82S 119-0 prescrie pentru for a capabil la str pungere centric a dalelor f r arm tur de forfecare rela ia:

(#$) (0)

n care:



⇒ cr este perimetrul teoretic al suprafetei de forfecare situat la distan a 9' la

e*teriorul zonei nc rcate,

⇒ este n l imea util a sec iunii de beton,

⇒ < t este rezisten a la întindere a betonului din corpul radierului.

onform figurii %, pcr ='aH'b, iar =K. ondi ia care trebuie ndeplinit deine

n care reprezinta suma for elor a*iale din pilo ii grupului a c ror a* este situat n afara perimetrului critic.

4igura %

Armarea ra&ierului



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 *.

4igura /



4igura

4igura !

Documents

Calcul Piloti Forati