of 110 /110
8. FUNDAŢII PE PILOŢI

Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Embed Size (px)

DESCRIPTION

poli

Citation preview

Page 1: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

8. FUNDAŢII PE PILOŢI

Page 2: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

8. Fundaţii pe piloţi

1. Clasificarea fundaţiilor pe piloţi

2. Stări limită ultime la fundaţiile pe piloţi

3. Piloţi executaţi la faţa locului – Tehnologii de execuţie

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

5. Metode experimentale de determinare a capacităţii portante

6. Piloţi prefabricaţi

Page 3: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

3

Fundaţii de adâncime

� Domeniul de utilizare: � Terenul bun de fundare se găseşte la adâncimi mai mari

de >4-5m.

� La fundarea pe pământuri compresibile

� Încărcări mari,

� Excavaţii adânci,

� NAS ridicat

� Încărcări orizontale mari

Pile

Shaft

Column

D>4 - 5m

Precast caisson

Concrete

TBF

> 5

00 m

m

TBF

D>4-5 m

Page 4: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

4

Fundaţii de adâncime

Sisteme de fundare de adâncime 1. Piloţi: micropiloţi, piloţi, piloţi de diametru mare (coloane)

a) Piloţi din beton armat

� Turnaţi pe amplasament

� Prefabricaţi

b) Piloţi din metal

c) Piloţi din lemn

d) Piloţi micşti

3. Barete

3. Pereţi mulaţi

Page 5: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

5

Fundaţii de adâncime

Sisteme de fundare de adâncime 4. Chesoane

Page 6: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

D1:4

B

23D

1.5 B

Ada

ncim

ea d

e in

vest

igar

e a

tere

nulu

i

Adancimea presupusa lacare se afla varful pilotilor

Fundaţii pe piloţi

� Piloţi � elemente structurale de fundare, componente ale sistemului de fundare de adâncime,

� au forma unui stâlp, având secţiunea transversală mică în raport cu lungimea,

� Sunt introduşi în teren până la adâncimi de 40..50m

Page 7: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi 1. Clasificarea fundaţiilor pe piloţi

1. După materialul din care sunt executaţi: � Beton: simplu, armat, precomprimat, � Metal, � Secţiune mixtă: beton+armătură rigidă, � Lemn.

2. După modul de execuţie: � Prefabricaţi, � Executaţi pe loc.

3. După efectul pe care procedeul de punere în operă îl are asupra terenului: � De dislocuire (se înlocuieşte pământul cu un alt material) � De îndesare

Page 8: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

8

Piloţi din metal

Page 9: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

9

Page 10: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

10

Page 11: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Piloţi din beton prefabricaţi

Page 12: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Piloţi executaţi pe loc

Page 13: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

13

Piloţi din lemn

Page 14: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

14

Piloţi micşti

- Metal – beton

- Lemn – beton

- Etc.

Page 15: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi 1. Clasificarea fundaţiilor pe piloţi

4. După forma secţiunii transversale: � pătrat, � cerc, � hexagon, � octogon, � Secţiune H;

� Cu secţiune constantă sau virabilă pe înălţime 5. După mediul în care sunt executaţi:

� Pe uscat, � În mediu marin, � Pe ţărm;

6. După poziția axei verticale: � verticali � înclinaţi;

15

Page 16: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi 1. Clasificarea fundaţiilor pe piloţi

16

7. După poyiţia radierului faţă de nivelul terenului: � Cu radier jos: piloţi înglobaţi complet în teren

� Cu radier înalt: piloţi liberi de la talpa radierului până la suprafaţa terenului;

8. După structura pe care o susţin, diferenţiem piloţi pentru: � Poduri ,

� Clădiri,

� Platforme,

� Turnuri,

� Utilaje, etc.

Page 17: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi 1. Clasificarea fundaţiilor pe piloţi

9. După tehnologia de execuţie: a. Piloţi prefabricaţi, introduşi în teren prin:

� Batere– piloti batuti, � Înşurubare, � Presare – vibropresare, � Vibrare.

b. Piloţi realizați la faţa locului, prin: 1. Forare - piloti forati, 2. CFA - piloti realizati prin insurubare, 3. Jet grouting– piloti realizati prin injectare 4. Îndesare - piloți de indesare

Page 18: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi 1. Clasificarea fundaţiilor pe piloţi

10. După modul de susţinere a pereţilor săpăturii: � Piloţi foraţi în uscat, netubaţi, � Piloţi foraţi cu noroi bentonitic, � Piloţi foraţi cu tubaj recuperabil, � Piloţi foraţi cu tubaj pierdut, � Piloţi foraţi cu şnec(burghiu) continuu - CFA � Piloţi Screw soil

11. După direcţia solicitării faţă de axa pilotului: � Piloţi supuşi la solicitări axiale: compresiune sau smulgere � Piloţi supuşi la solicitări transversale � Piloţi supuşi la solicitări axiale şi transversale

Page 19: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi 1. Clasificarea fundaţiilor pe piloţi

ROCK

SOFT SOIL PILES

12. După modul de transmitere a încărcării la teren � Piloţi purtători pe vârf – încărcarea se transmite prin

presiuni pe vârf, � Piloţi flotanţi – încărcarea se transmite prin frecare pe

suprafaţa laterală, � Piloţi micşti

Page 20: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi

� Alegerea tipului de pilot se face în funcţie de următorii factori:

1. Încărcarea care trebuie preluată,

2. Posibilitatea conservării şi verificării integrităţii piloţilor care sunt puşi în operă,

3. Tipul, alcătuirea şi deformaţiile admisibile ale construcţiei,

4. Lungimea necesară,

5. NAS şi variaţia NAS

6. Utilaje pentru execuţie disponibile,

7. Viteza de execuţie,

8. Experienţa locală în privinţa comportării fundaţiilor pe piloţi

Page 21: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi

21

2. Stări limită ultime la fundaţiile pe piloţi

a. Cedare la stabilitate generală

b. Cedare la smulgere sau rezistenţă la smulgere insuficientă,

c. Cedare la capacitate portantă,

Page 22: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi

22

2. Stări limită ultime la fundaţiile pe piloţi

d. Cedare structurală la forţe de compresiune, forţe de întindere, moment încovoietor, flambaj sau forţă tăietoare

Page 23: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi

23

2. Stări limită ultime la fundaţiile pe piloţi

e. Cedare combinată: cedarea terenului si fundaţiei

f. Cedare combinată: cedarea terenului si structurii

Page 24: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi

24

2. Stări limită ultime la fundaţiile pe piloţi

g. Cedare prin tasări excesive

h. Cedare prin umflări excesive

s>sadm

u

Page 25: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi

3. Piloţi executaţi la faţa locului – Tehnologii de execuţie

Piloţi de dislocuire � Pilot executat pe loc prin forare tip C.F.A.:

� Execuţia piloţilor se face prin forarea în pământ cu un şnec continuu. Când vârful şnecului ajunge la baza pilotului se pompează beton sau mortar sub presiune prin interiorul tijei şnecului. Pe măsură ce se pompează beton burghiul se retrage excavând pământul. După ce forajul este umplut cu beton şnecul este înlăturat se lansează carcasa de armatură.

Page 26: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi

3. Piloţi executaţi la faţa locului – Tehnologii de execuţie

Piloţi de dislocuire � Pilot executat pe loc cu săpare in tubaj recuperabil:

� Forajul se execută prin coborarea unui tubaj în pământ. Tubajul se poate înfinge în pământ prin vibrare , vibro presare, forare, mişcări de rotire şi ridicare coborâre. Pământul din interiorul tubajului se sapă şi se extrage cu ajutorul echipamentelor de forare cum ar fi şnec, ciocan de fund sau sapă de fund. Tronsoanele de tubaj se fixeaza între ele prin bolţuri. Executarea săpăturii se poate face în uscat sau sub apă în funcţie de natura terenului. Această tehnologie oferă posibilitatea de a executa piloţi cu diametru mare în pământuri moi, tari sau nisipuri şi pietrişuri cu îndesare mare. Tubajul folosit la acest tip de piloţi oferă protecţie împotriva surpării pereţilor găurii dar şi împotriva pătrunderii apei subterane în foraj.

� După ce tubajul a ajuns la baza pilotului şi pământul este extras se coboară carcasa de armatură şi se toarnă beton în tubaj cu ajutorul unei pâlnii cu vârful înglobat în beton care asigură turnarea betonului de la o înălţime constantă. Treptat se extrage tubajul astfel incât partea inferioară a acestuia să fie cu 2 m mai jos de nivelul betonului din foraj.

Page 27: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi

3. Piloţi executaţi la faţa locului – Tehnologii de execuţie

Piloţi de dislocuire � Pilot executat pe loc cu săpare in tubaj recuperabil:

Page 28: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi

3. Piloţi executaţi la faţa locului – Tehnologii de execuţie

Piloţi de dislocuire � Piloţi foraţi sub noroi bentonitic:

� Piloţii foraţi sub noroi se execută fără tubaj. La executarea forajului se foloseşte un fluid în mişcare care poate să fie apă, suspensie de argilă (bentonită) sau lichide polimerice. Fluidul are rolul de a susţine pereţii forajului dar şi de fluid de spalare a săpăturii care urmează a fi executată. Fluidul este menţinut în mişcare pentru a eleimina materialul săpat. Particulele mai mari se elimină din circuit într-un rezervor sau depozit prin segregare sau prin cernere. Particulele fine rezultate în urma săpăturii intră în circuitul fluidului de forare. La terminarea procesului de forare fluidul se mai mentine în mişcare pentru a curaţa bine forajul după care se montează carcasa de armatură. Carcasa de armatură se coboară sub greutate proprie. Betonarea se face cu ajutorul unei pompe astfel încât furtunul pompei sa fie înecat în beton. Fluidul de forare va sta tot timpul deasupra betonului datorită greutăţii mai mici a acestuia. Fluidul este colectat într-un bazin

Page 29: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi

3. Piloţi executaţi la faţa locului – Tehnologii de execuţie

Piloţi de dislocuire � Piloţi foraţi în uscat şi netubaţi:

� Aceasta tehnologie se poate aplica în cazul pământurilor cu o coeziune ridicată la care pereţii forajului se pot autosusţine. Forajul se execută cu ajutorul unor echipamente de forat iar pământul din foraj se excavează cu ajutorul unor sape. După executarea forajului se coboară carcasa de armatură şi se trece la betonarea pilotului. Betonul se va turna cu ajutorul unei pompe sau furtun care să permită turnarea betonului de la nivelul superior al acestuia. Metoda are productivitate scazuta si este folosita mai rar

Page 30: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi

3. Piloţi executaţi la faţa locului – Tehnologii de execuţie

Piloţi de dislocuire � Piloţi foraţi cu tubaj nerecuperabil.

� Tehnologia de execuţie a piloţilor cu tubaj nerecuperabil este similară cu cea a piloţilor foraţi cu tubaj recuperabil. Tubajul folosit pentru susţierea pereţilor forajului rămâne în pământ după care se toarnă betonul şi se montează armătura. Datorită consumului mare de oţel această metodă nu este agreată decât în situaţii cu totul speciale.

Page 31: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi

3. Piloţi executaţi la faţa locului – Tehnologii de execuţie

Piloţi de dislocuire � Piloţi Tip Franki

� Acest tip de piloţi se execută prin baterea unui tubaj în pământ. Tubajul se introduce în pământ prin vibrare la partea inferioară pentru a minimaliza efectele produse de vibraţii. Pământul din interiorul tubajului se extrage prin săpare. Betonarea se face pe la partea infeioară a tubajului prin pompare. Betonarea se face sub presiune pentru a realiza lărgirea bazei pilotului care să asigure o capacitate portantă sporită la vârf. Pe măsură ce se realizează betonarea tubajul se extrage. Carcasa de armatură a pilotului se lansează după betonare. Nu există pericolul prăbuşirii pereţilor găurii pentru că aceştia sunt şprijiniţi de tubaj pe durata introducerii acestuia în pământ. Dupa extragerea tubajului pereţii forajului sunt sprijiniţi de betonul proaspăt turnat.

Page 32: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi

3. Piloţi executaţi la faţa locului – Tehnologii de execuţie

Piloţi de îndesare � Piloţi de dislocuireşi îndesare elicoidali înşurubaţi (Screwsoil)

� Piloţii elicoidali de dislocuire pot fi din beton armat sau din metal. Aceştia se înfing în pământ prin înşurubare. Acest tip de piloţi se poate folosi în terenuri unde nu există fragmente de roci sau bolovani de dimensiuni mari care pot împiedica pătrunderea acestora în teren. Avantajele acestei metode sunt volumul minim de pământ excavat, rapiditatea punerii în operă (este necesară doar o singura operaţie), capacitatea portantă sporită datorită diametrului exterior al elicoidei şi datorită îndesării laterale

a terenului de fundare.

Page 33: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Fundaţii pe piloţi

3. Piloţi executaţi la faţa locului – Tehnologii de execuţie

Piloţi de îndesare � Piloțțțți prefabricațțțți bătuțțțți

� Realizarea piloţilor se face în ateliere specializate sau pe platforme de turnare amenajate pe şantier. Aceștia pot avea secţiune pătrată, dreptunghiulară, triunghiulară, hexagonală, octogonală sau circulară. Materialele din care aceştia sunt făcuți pot fi beton armat, beton precomprimat, lemn, metal. Pe lungime aceştia pot avea secţiune constantă rezultând forme prismatice sau dimensiuni variabile ale secţiunii rezultând trunchi de piramidă sau trunchi de con. Introducerea piloţilor în teren se face prin batere, presare,vibrare, vibropresare. În alegerea acestei tehnologii trebuie să se ţină seama de vibraţiile induse de pilot la înfigerea în pământ şi

de efectele care undele de şoc le pot avea asupra construcţiilor învecinate.

Page 34: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

TIPURI PRINCIPALE DE PILOTI:

•Bored piles – piloti fora i

• Displacement piles – pilo i de indesare

• Driven piles – pilo i bătu i

• Jet grouting piles (soil improvment) – pilo i realiza i prin injectare

Page 35: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

BORED PILES - PILOTI FORATI

Page 36: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

BORED PILES WITH CASING – PILOȚI FORAȚI TUBATI

Page 37: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

BORED PILES

Page 38: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

BORED PILES

Page 39: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

CFA CÖLÖP

CFA (continuous flight auger )PILES – PILOTI FORATI CU ȘNEC CONTINUU

Page 40: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

CFA PILES

Page 41: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

CFA PILES

Page 42: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

CFA PILES

Page 43: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

CFA PILES

vibrator

Page 44: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

PILOTI CFA

TUBATI,

INCLINATI

Page 45: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

DISPLACEMENT PILES – PILOTI DE INDESARE

SCREW PILES

Page 46: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

> PAMANTUL SE INDEASA

> CRESTE CAPACITATEA PORTANTA A TERENULUI

PILOTI DE INDESARE - DISPLACEMENT PILES

Page 47: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

SPIRALE IN

PAMANT

SCREWSOL PILES

Page 48: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

SCREWSOL PILES

Page 49: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Excavated Screwsol piles – 330/500 mm diameter

SCREWSOL PILES

Page 50: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

PILOTI BATUTI - DRIVEN PILES

Page 51: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

DRIVEN PILES

PILOTI PREFABRICATI -

PRECAST PILES

Page 52: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

DRIVEN PILES

Page 53: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

PILOTI INTRODUSI IN TEREN PRIN VIBRARE

- DRIVEN PILES BY VIBRATION

Page 54: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

DRIVEN PILES BY VIBRATION

Page 55: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

automatikus spirál felhúzás

árboc függőlegessége

cölöp alakja valós időben ikonos kijelzés

retragerea automată şnecului

Verticaletae catargului

Secţiunea pilotului în timp real pictograme

Page 56: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Screwsol cölöp 9,0m

Betonozás ( )

Beton - nyomás : 0.6 – 5 bar

Felhúzási sebesség :

22 0 m/ óra (3.7 m/min)

Fordulat: 8 – 15 ford./perc

Fúrás ( ↓↓↓↓ )

Max. f.nyomaték : ( 25 0 bar h i drauli kus nyomás )

Fordulat: 7 – 18 ford./perc

Fúrási sebesség :

150 m/ óra ( 2.5 m/min)

Pilot Screwsol 9,0m

Betonare ( )

Presiune : 0.6 – 5 bar

Viteză retragere :

22 0 m/ oră (3.7 m/min)

Rotaţie: 8 – 15 rot./min

Forare ( ↓↓↓↓ )

Mom. de torsiune: 250 bar

Rotaţie : 7 – 18 ford./perc

Viteză forare :

150 m/ oră ( 2.5 m/min)

Page 57: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

PILOTI REALIZATI PRIN

INJECTARE SUB PRESIUNE - JET

– GROUTING PILES

Small diameter drilling – using

water

Jet grouting column

Injection of cement grout during pullout,

rotation

Concrete: aggregate + cement + water

Soil (good in gravel)

Page 58: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

JET – GROUTING

Page 59: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

JET – GROUTING Double Jet ( cement grout + air )

Jet grouting with high pressure

JET ROD

1 nose for grout

+ 1 nose concentrique

for air

Air on low pressure around grout

Page 60: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

RETAINING STRUCTURE

APPLICATII JET – GROUTING

UNDERPINNING + RETAINING STRUCTURE

Page 61: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

JET – GROUTING

UNDERPINNING + RETAINING STRUCTURE

Page 62: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

JET – GROUTING

Drilling

Jet Grouting Panle in V shape

JET GROUTING PANEL

Page 63: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

JET – GROUTING

APPLICATIONS

Page 64: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi (NP 123 :2010– NORMATIV PRIVIND PROIECTAREA GEOTEHNICĂ A FUNDAŢIILOR PE PILOŢI

Capacitatea portantă a piloţilor Metodele de determinare a capacităţii portante:

A. Metode teoretice B. Metode empirice – relaţii empirice de calcul C. Metode experimentale – încercări in situ

Condiţia de verificare: Ed ≤ Rd

Ed – încărcarea verticală cu valoare de calcul, Rd – Rezistenţa la compresiune cu valoare de calcul

Page 65: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Cazuri de proiectare conform SR EN 1997

CP 1: � Combinatia 1: A1 + M1 + R1 � Combinatia 2: A2 + M2 + R2 CP 2: � A1 + M1 + R2 CP 3: � (A1*/ A2†) + M2 +R3 A1* - pentru încărcări structurale A2† - pentru încărcări geotehnice Factori parţiali de siguranţă pentru:

A – acţiuni şi efectul acţiunilor; M – materiale – caracteristicile geotehnice ale terenului de fundare;

R – rezisteţe.

Page 66: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

66

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

1. Capacitatea portantă la încărcări verticale NP 123 – capacitatea portantă la încărcări verticale se determină

funcţie de valori tabelare ale rezistenţei pământului, determinate pe baza experienţei sau încercărilor de teren

s

ks

b

kb

dc

RRR

γγ,,

, +=

Rc,d – capacitatea portanta a pilotului cu valoare de calcul Rb,k – rezistenta la baza pilotului, cu valoare caracteristica Rs,k – rezistenta la frecare pe suprafata laterala, cu valoare caracteristica

bγ - factor partial de siguranta pentru rezistenta la baza

sγ - factor partial de siguranta pentru frecare pe suprafata laterala

Page 67: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

67

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

1. Capacitatea portantă la încărcări verticale

Valoarea caracteristică a rezistenţei la frecare pe suprafaţa laterală a pilotului este dată de relaţia:

∑ ⋅⋅= ikisks lqUR ;;;

unde : U - perimetrul secţiunii transversale a pilotului. li - lungimea pilotului în contact cu stratul i qs;k - valoarea caracteristică a rezistenţei de frecare laterală a sratului i.

Valoarea caracteristică a rezistenţei la baza pilotului este dată de relaţia:

kbbkb qAR ;; ⋅=

unde: bA - aria pilotului la bază.

kbq ; - valoarea caracteristică a presiunii acceptate la baza pilotului

Obs: ( ) 42dAb ⋅= π pentru piloţi cu secţiune circulară constantă şi ( ) 49,0 2

bb dA ⋅⋅= π pentru piloţi cu

baza lărgită când se poate controla diametrul piloţilor; bd - diametrul lărgit al piloţilor.

Page 68: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

� Rezistenţa la frecare pe suprafaţa laterală

68

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Page 69: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

69

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Stabilirea valorii caracteristice pentru reţistenta la frecare pe suprafaţa laterală se face pe baza valorilor date în tabel şi a observaţiilor 1-5.

Tabelul 14.Valorile rezistenţei caracteristice la frecare pe suprafaţa laterală a pilotului

Ada

ncim

ea

med

ie a

st

ratu

lui Pământuri necoezive

Pământuri coezive

Ic

mari si medii

fine prăfoase >0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3

(m) qs;k (kPa)

1 35 23 15 35 23 15 12 5 2 2 42 30 20 42 30 20 17 7 3 3 48 35 25 48 35 25 20 8 4 4 53 38 27 53 38 27 22 9 5 5 56 40 29 56 40 29 24 10 6 7 60 43 32 60 43 32 25 11 7 10 65 46 34 65 46 34 26 12 8 15 72 51 38 72 51 38 28 14 10 20 79 56 41 79 56 41 30 16 12 25 86 61 44 86 61 44 32 18 - 30 93 66 47 93 66 47 34 20 - 35 100 70 50 100 71 50 36 22 -

Page 70: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

70

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Observaţii 1. Valorile qs;k se adoptă pentru adâncimile medii, corespunzatoare distanţei de la mijlocul

stratului i până la suprafaţa terenului ţinând cu condiţia ca pilotul să se afle în teren stabil care nu este susceptibil de afuiere sau alunecare.

2. În cazul unor straturi cu grosimi mai mari de 2m, determinarea valorilor se face prin impărţirea în straturi elemntare cu grosimea maximă de 2 m.

3. Pentru valori intemiediare ale adâncimilor sau consistenţei pământului valorile qs;k se obţin prin interpolare lineară.

4. Dacă în limitele lungimii pilotului există o intercalaţie de pământ puternic compresibil, de consistenţă redusă (turbă, mâl, nămol etc.) cu o grosime de cel puţin 30 cm iar suprafaţa terenului urmează a fi încărcată (în urma sistematizării sau din alte cauze) valorile qs;k se determină astfel:

- când supraîncărcarea este până la 30 kPa, pentru toate straturile situate până la limita inferioară a stratului putemic compresibil (inclusiv umpluturile) se ia qs;k=0;

- când supraîncărcarea este cuprinsă între 30 şi 80 kPa, pentru straturile situate deasupra stratului foarte compresibil (inclusiv umpluturile) se ia valoarea

( )ksks qq ;; 4,0 ⋅−→ cu qs;k din tabel, iar pentru stratul putemic compresibil qs;k = -

5 kPa; - când supraîncărcarea este mai mare de 80 kPa, pentru straturile situate

deasupra stratului foarte compresibil se ia qs;k din tabel cu semn negativ, iar pentru stratul putemic compresibil qs;k = -5 kPa;

Dacă pilotul străbate umpluturi recente, straturi argiloase în curs de consolidare sau straturi macroporice sensibile la umezire, cu grosimi mai mari de 5 m, valorile qs;k se iau din tabel cu semn negativ

Page 71: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

� Rezistenţa la baza pilotului

71

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Stabilirea valorii caracteristice pentru valoarea presiunii acceptate pe vârful pilotului

kbq ; se face astfel:

- pentru piloţii de îndesare executaţi prin batere sau vibropresare pe baza valorilor date în tabele

- pentru piloţi executati pe loc care reazmă cu bază pe pământuri coezive unde nu există valori ale coeziunii stratului de bază se admit valorile din tabel.

- pentru piloţi de dislocuire care reazemă cu vârful pe pământuri coezive cu relaţia:

DcNq dudckb ⋅+⋅= 1;; γ

unde:

cN factor de capacitate portantă 9=cN .

udc valoarea de calcul a coeziunii determinată în condiţii nedrenate.

1;dγ media ponderată a greutăţilor volumice ale straturilor străbătute de pilot.

D fişa a pilotului măsurată de la nivelul terenului natural sau nivelul fundului albiei (ţinând cont de adâncimea de afuiere) la baza pilotului.

Page 72: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

� Rezistenţa la baza pilotului

72

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

- pentru piloţii de dislocuire care reazemă cu vârful pe straturi necoezive: ( )

qcdbdkb NDNdq ⋅⋅+⋅⋅⋅= 1;; γγα γ

unde: α - coeficient determinat în funcţie de gradul de îndesare DI al pământului de la

baza pilotului dγ - valoarea de calcul a greutăţii volumice a pământului de dub vârful pilotului.

1;dγ media ponderată a greutăţilor volumice ale straturilor străbătute de pilot.

bd - diametrul pilotului la vârf

cD fişa de calcul a pilotului: bc dD ⋅= β dacă bdD ⋅≥ β şi DDc = dacă bdD ⋅< β

unde valoarea lui β se ia din tabelul 14.

qNN ,γ factori de capacitate portantă determinaţi în funcţie de valoarea de calcul a

unghiului de frecare interioară d'ϕ al stratului de la baza pilotului conform tabelului.

Page 73: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

2. Capacitatea portantă a piloţilor care lucrează în grup

73

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Valoarea de calcul a capacităţii portante a pilotului din grup este dată de relaţia: dcugc RmR ;; ⋅=

unde: dcR ; valoarea de calcul a capacităţii portante a unui pilot izolat

um coeficient de utilizare considerat astfel: 1=um -piloţi purtători pe vârf

-piloţi flotanţi de îndesare executaţi integral în pământuri necoezive

)( 0rrfmu → r -distanţa minimă între 2 piloţi

0r -raza de influenţă a pilotului izolat la baza acestuia ∑ ⋅= iilr εtan0

unde: il grosimea stratului stratului i prin care trece prin care trece pilotul. 4'dii ϕε =

Valorile coeficientului de utilizare um în funcţie de rarportul 0/ rr .

0/ rr ≥2,00 1,80 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80

um 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,70 0,60

Page 74: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

3. Rezistenţa la smulgere a pilotului

74

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Relaţia generală de verificare a piloţilor solicitaţi la smulgere este: dtdt RF ;; ≤

unde: dtF ; -valoarea de calcul a forţei de smulgere exercitată asupra unui pilot

corespunzătoare stării limită ultime.

dtR ; -valoarea de calcul a rezistenţei la tracţiune tR

Observaţie: Rezistenţa de calcul la tracţiune pentru piloţi se determină cu relaţia:

sm

iiks

dt

lqUR

γγ ⋅

⋅⋅= ∑ ;;

;

unde: U - perimetrul secţiunii transversale ale pilotului.

iksq ;; - valoarea caracteristică a rezistenţei de frecare laterală în stratul i conform tabelului

il - lungimea pilotului în contact cu stratul i

mγ - coeficient parţial al condiţiilor de lucru pentru piloţi supuşi la întindere ( 4,2=mγ )

sγ - coeficient parţial de siguranţă

Page 75: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

4. Capacitatea portantă la forţe orizontale

75

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Analiza piloţilor supuşi la sarcini transversale trebuie să includă posibilitatea cedării structurale a pilotului în teren. Relaţia generală de verificare care trebuie satisfăcută pentru piloţii suspuşi la forţe orizontale este:

dtrdtr RF ;; ≤

unde:

dtrF ; valoarea de calcul a încărcării transversale asupra unui pilot corespunzătoare stări limită

ultime.

dtrR ; valoarea de calcul a lui rezistenţei la solicitare transversală luând în considerare efectul

oricăror încărcări axiale (compresiune sau smulgere).

Rezistenţa de calcul la încărcare transversală se determină cu relaţia:

tr

ktr

dtr

RR

γ,

, =

cu: trγ - coeficient parţial al condiţiilor de siguranţă( 2=trγ ).

Page 76: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

76

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Piloţi scurţi având capul liber: • pilotul are tendinţa de a se roti, impngerea pasivă se mobilizează de la vârf spre suprafaţă.( a)

Piloţi scurţi având capul cu rotiri împiedecate: • pilotul are tendinţa de a se deplasa în pământ pe toată lungimea lui.( b)

He

LPunctul de rotire

H

L

a. b.

Cedarea piloţilor scurţi la încărcări orizontale

Page 77: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

77

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Piloţi lungi având capul liber • împingerea pasivă a pământului are valoare mare,rotirea pilotului în pământ nu se poate

produce şi cedarea se produce în pilot datorită depăşirii momentului maxim accepta de secţiunea transversală a pilotului în zona de moment maxim (a).

Piloţi lungi având capul cu rotiri împiedecate: • cedarea se produce în secţiunea elementului de beton în zona de încatrare (b).

He

L

H

L

Cedareapilotului

Cedareapilotului

a. b.

.Cedarea piloţilor lungi la încărcări orizontale.

Page 78: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

5. Etapele proiectării fundaţiei pe piloţi

I. Predimensionare.

1. Determinarea Df, alegerea tipului de pilot, a tehnologiei de execuţie, a adâncimii de încastrare a pilotului.

2. Calculul capacităţii portante Rcd

3. Determinare numărului de piloţi

4. Dispunerea piloţilor sub radiere:

78

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

d

cd

VnR

n 3

=

Page 79: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Amplasarea piloţilor sub radiere 5. Determinarea Rcd,g

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

s 3d - piloti de indesare

3Ds 2d - piloti executati pe loc

100

≥ +

Page 80: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

5. Etapele proiectării fundaţiei pe piloţi

II. Verificare.

1. Calculul solicitării maxime din pilot

80

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

2

,

2

,,

i

iedyf

i

iedxf

dp

d

idx

xM

y

yMG

n

VS

∑∑⋅

±⋅

±+=

Page 81: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

81

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

2

,

2

,,

i

iedyf

i

iedxf

dp

d

idx

xM

y

yMG

n

VS

∑∑⋅

±⋅

±+=

iS solicitarea din pilotul i

dV solicitarea de calcul la baza radierului

n numărul de piloţi dpG , greutatea proprie a pilotului

edxfM , momentul de calcul după axa x la baza radierului

edyfM , momentul de calcul după axa x la baza radierului

ix distanţa de la centrul de greutate al grupului de piloţi la pilotul i

iy distanţa de la centrul de greutate al grupului de piloţi la pilotul i

Încărcarile de calcul la baza radierului: ( )

kQkpadkGd QGPV ⋅++⋅= γγ ,

medrrfrkpad BLDG γ⋅⋅⋅=,

( ) ( )ekyqekxqQekyprekxpGedxf TMTHMM ,,,,, +⋅+⋅+⋅= γγ

( ) ( )ekxqekyqQekxprekypGedyf TMTHMM ,,,,, +⋅+⋅+⋅= γγ

Greutatea pilotului:

⋅⋅

⋅⋅= betonGdp L

dG γ

πγ

4

2

,

Page 82: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

5. Etapele proiectării fundaţiei pe piloţi

II. Verificare.

2. Verificarea:

3. Verificarea la tasare:

82

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

gcdd RS ,max, ≤

admef ss ≤max,

Page 83: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

83

Calculul tasării fundaţiei pe piloţi: Metoda fundaţiei echivalente care asimilează grupul de piloţi cu o fundaţie care urmăreşte conturul exterior al piloţilor şi este situată la adâncimea de rezemare a piloţilor în stratul bun de fundare (baza acestora).

V

r B r0 0

V

r B r0 0

B' B'

∑=

⋅⋅⋅=

n

i si

i

med

zi

E

hs

1

310σ

β

'' BL

Vpn ⋅

=

gzizi σσ ⋅≤ 1.0

∑ ⋅= hgzi γσ

nz p⋅= 0ασ

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Page 84: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

84

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

6. Condiţii constructive • Pentru piloţi turnaţi pe loc, rezistenţa la compresiune se va micşora,

considerând coeficienţii:

Condiţii de turnare coeficient de reducere Betonare în uscat 0,95 Betonare sub apă 0,85 Betonare sub noroi bentonitic 0,75 • Clasa minimă de beton: C12/15

• Armare: OB 37, PC 52 sau S500.

Page 85: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

85

6. Condiţii constructive

• Lungimea pilotului rezultă din: - Condiţia de încastrare in roca de bază - Rezistenţa la frecare pe suprafaţa laterală

Lungimea de încastrare: • Min 2d pentru piloţi cu d < 1,20 m şi 1,5 d pentru piloţi cu d ≥ 1,20 m (d – diametrul pilot). • Pentru piloţi rezemaţi pe rocă minimum 0,5 m

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Page 86: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

86

7. Radiere pe piloţi Condiţii constructive • Piloţii se încastrează în radier:

-Min 50 mm pentru fundaţii solicitate la compresiune -Min 150 mm pentru fundaţii solicitate la încărcări orizontale sau forţe

se smulgere • Înălţimea radierului – rezultă din condiţii de rezistenţă

• Dimensiunile în plan ale radierului : - din dispunerea piloşilor sub radier - distanţa dintre faţa exterioară a piloţilor şi faţa radierului trebuie să fie

de 1d , dar nu mai puţin de 25cm

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Page 87: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

87

Si

MeD

lc3

3

2

2

11

44 l

l

llc2

c1

c3c4

S1

S2 S3

S4

7. Radiere pe piloţi • Se consideră consolele încastrate la faţa

stâlpului şi acţionate de solicitările din piloţi

;)(;)( 4324412111 cc lSSMlSSM ⋅+=⋅+= −− - y direction;

3433322122 )(;)( cc lSSMlSSM ⋅+=⋅+= −− - x direction.

x-x reinforcement ),max( 3322max −−= MMM y ;

y-y reinforcement ),max( 4411max −−= MMM x ;

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Page 88: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Armarea radierului • Coeficient minim de armare %15,0=p .

• Diametrul minim mm10min ≥φ .

• Distanta dintre bare: mm100min . • Distanta maxima dintre bare mms 250≤ . • Acoperirea cu beton mmc 25≥ .

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Page 89: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

7. Armarea pilotului Longitudinal

• Coef. Min de armare %5,0=p .

• Diametrul minim mm14min ≥φ .

• Dist. Min. dintre bare 100mm

• Dist. Max dintre mare 350mm

• Acoperire cu beton

• CFA – min 70mm,

• bentonita – 80mm,

• tubing – 4cm Transversal

• Min φ8mm –d<800mm

• Min φ10mm –800<d<1200mm

• Min φ12mm –d<1200mm

• Dist: max 35cm sau 15φ - bare transv Distantieri

• Min 3 – 4 in o sectiune / 1m Inele de rigidizate

Min 1 bara, φ10-12mm / 2m

COTA

COTA

COTA

COTA

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

Page 90: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

90

Page 91: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

91

5. Metode experimentale de determinare a capacităţii portante

!!! Capacitatea portantă a pilotului trebuie confirmată prin încercări in situ Încercări in situ – pentru confirmarea capacităţii portante – pentru verificarea integrităţii materialului din pilot

Încercări pentru confirmarea capacităţii portante: încercări statice sau dinamice

100

200

300

400

500

600

700

800

900950

t 100 200 300 400 500 600 700 800 900 950

s

Q [kN]

Q [kN]

Page 92: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013
Page 93: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

93

6. Piloţi prefabricaţi

Piloţi prefabricaţi = piloţi din lemn, beton sau metal, introduşi în teren

Tipuri de piloşi prefabricaţi:

� Din lemn � Din beton armat (b.a. sau b.p.) � Din metal: tuburi, secţiune H, etc. � Micşti

Page 94: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

94

6. Piloţi prefabricaţi

� Piloţi din lemn

Page 95: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Piloţi din lemn

i. Folosiţi din cele mai vechi timpuri

ii. Lungimea depinde de lungimea copacului,

iii. Lungimea uzuală 12m

iv. Sensibili la acţiunea organismelor marine, variaţia NAS – necesită tratare

v. Capacitate portantă redusă la înc. veriticale , dar ridicată la acţiuni orizonlate,

vi. Batere uşoară

6. Piloţi prefabricaţi

Page 96: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

96

6. Piloţi prefabricaţi

Piloţi din lemn

Page 97: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

6. Piloţi prefabricaţi

Piloţi din lemn

Page 98: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

98

6. Piloţi prefabricaţi

� Piloţi din beton armat

Page 99: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

6. Piloţi prefabricaţi

� Piloţi din beton armat

i. Au de regulă secţiune pătrată, circulară sau octogonală (d=25..45cm, L=6…25m)

ii. Executaţi în ateliere de prefabricate din b.a. sau b.p.

iii. Dezavantaje: consum ridicat de armătură; la batere se pot rupe, fisura; nu se poate modifica lungimea; transport dificil.

iv. Avantaje: calitate bună a betonului; execuţia nu este influenţată de NAS; capacitate portantă mare etc.

Page 100: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Piloţi din beton armat

Page 101: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

101

Page 102: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

6. Piloţi prefabricaţi

� Piloţi din metal � Piloţi micşti

Page 103: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Piloţi din metal sau micşti: i. Au forme şi dimensiuni variate, ii. Profilele H sunt profile laminate iii. Secţiunile tubulare pot fi îmbinate până la 70m. iv. Sunt introduse în teren fără măsuri de protecţie

suplimentară. Când sunt introduse în rocă/ bolovăniş – se prevede la cap un element conic.

v. Au nevoie de tratament anticoroziv în medii agresive.

H.1. Pile foundations.

Page 104: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Metode de instalare

a) Batere: cădere repetată a unei piese grele(berbec) pe capul pilotului

c) Vibrare – eficientă în pământuri necoezive

d) Presare – la piloţi alcătuiţi din tronsoane (de tip Mega)

6. Piloţi prefabricaţi

Page 105: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Instalare prin batere

Page 106: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013
Page 107: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Diesel Hammer

Page 108: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Instalare prin vibrare

Page 109: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

Instalare prin presare

� Utilizaţi la consolidări

Page 110: Fundatii Pe Piloti an IV CCIA 2012-2013

8. Fundaţii pe piloţi

1. Clasificarea fundaţiilor pe piloţi

2. Stări limită ultime la fundaţiile pe piloţi

3. Piloţi executaţi la faţa locului – Tehnologii de execuţie

4. Proiectarea fundaţiilor pe piloţi

5. Metode experimentale de determinare a capacităţii portante

6. Piloţi prefabricaţi