Download rtf - Geotehnica Proiect

- 40 -

Ministerul Educaiei i tiinei

Universitatea Tehnic a Moldovei

Facultatea Cadatru, Geodezie i Construcii

Catedra: Geodezie, Cadastru i Geotehnic

- 40 -

La disciplina: Geotehnic i fundaii

Tema:Proiectarea fundaiilor de suprafa i pe piloi

A efectuat: st. gr. CIC-102 Micleuanu Viorica

A verificat: l.u. Bejan Elena

Chiinu 2013

Introducere

Scopul i obiectul de studiu al disciplinei:

Disciplina se constituie din 2 compartimente:

1. Geotehnica

2. Terenuri de fundare i fundaii

Ea este strns legat cu alte discipline:

HidraulicaRezistena materialelorTeoria elasticitii i plasticitiiGeologia inginereascConstrucii din beton armatTehnologia de producie

Obiectul de studiu al geotehnicii este:

Rocile mariRocile coeziveRocile necoezive

Geotehnica are ca scop:

Studierea proprietilor fizice i mecanice ale pmntuluiStudierea tensiunilor i deformaiilor n masivul de pmntStudierea stabilitii taluzurilor i versanilorDeterminarea mpingerii pmntului asupra pereilor de sprijin

Principii moderne de proiectare a terenurilor de fundare i fundaiilor

Conform regulilor n vigoare ( 2.0201-83) proiectarea fundaiilor de suprafa se face la dou grupe de stare limit. La prima grup de stare limit se stabilete rezistena care ia n consideraie gruparea sarcinilor, care exercit cele mai importante eforturi. La grupa a doua limit se determin dimensiunile tlpilor de fundaie i tasrilor.

Se cunosc urmtoarele etape de proiectare:

Determinarea adncimii de fundare. Prin adncimea de fundare se nelege distana de la suprafaa nivelat a terenului pn la talpa fundaiei.

Adncimea de fundare se noteaz prin d i depinde de urmtorii factori:

condiiile geologice inginereti ale antierului; condiiile climaterice; particularitile constructive ale construciei; mrimea i modul de aciune ale sarcinilor.

Tipurile fundaiilor

n practica de construcii se ntlnesc n mod obinuit mai multe tipuri de fundatii care pot fi grupate:

Fundaii de suprafa (directe)Fundaii pe piloiFundaii de mare adncime

Fundaiile reprezint partea subteran a construciei, care preiau sarcinile i le transmit masivului de pmnt. Zona de pmnt acionat de o fundaie oarecare reprezint terenul de fundare, cel din urm poate fi alctuit din unul sau mai multe tipuri de pmnt.

Se deosebesc terenuri de fundare:

n stare naturalPmnturi slabe, de aceea ele trebuie sa fie n prealabil ameliorate, mbuntite (artificiale)

Fundaiile de suprafa

Fundaiile de suprafa se folosesc n primul rnd cnd pmnturile bune de fundare se afl n apropierea scoarei terestre. Aceste fundaii se alctuiesc din gropi deschise pn la o adncime de 4-5m.

Se deosebesc urmtoarele tipuri de fundaii de suprafa:

Fundaii izolate sub stlpiFundaii izolate sub perei portaniFundaii continue sub perei portaniFundaii continue sub iruri de stlpiFundaii continue pe reele de grinziFundaii masiveFundaii pe radier general

Etapele principale de proiectare a fundaiilor de suprafa:

Evaluarea condiiilor geologice inginereti i hidrologice a antieruluiDeterminarea tipului de fundaii i adncimea de fundare

mbuntirea pmnturilor

Pentru mbunttirea terenurilor slabe de fundare n vederea reducerii compresibilittii acestora i a cresterii rezistenei la forfecare se pot folosi mai multe soluii tehnice care urmresc:1. creterea indicelui porilor i implicit reducerea porozitii pmnturilor prin utilizarea de procedee mecanice de mbuntire prin compactare;2. reducerea umidittii pmntului ce conduce la creterea valorilor parametrilor la forfecare;3. modificarea structurii pmntului, n special n cazul PUCM, n scopul reducerii sau eliminrii potenialului de umflare contracie;4. realizarea de amestecuri de pmnturi sau din pmnt cu alte materiale care, prin modificarea structurii acestuia conduce la creterea rezistenei la forfecare, reducerea compresibilittii si reducerea potentialului de umflare- contracie.5. nlocuirea terenului foarte compresibil sau cu umiditate crescut pe toat grosimea acestuia sau numai pe o anumit zon cu un pmnt bun de fundare, obtinndu-se o pern de pmnt.

Sarcin de proiect:

De proiectat fundaiile construciei n dou variante

a)Fundaii de suprafa

b)Fundaii pe piloi

Cas de deservire social

Proprietile fizico-mecanice ale pmnturilor, care alctuiesc terenul de fundare.

Pamnt loessoid

Date iniiale:

4,3

hm

=

16,0

g

=

kN/m3 - densitatea pmntului

26,8

s

g

=

kN/m3 - densitatea granulelor minerale

0,04

w

=

- umiditatea pmntului

0,30

L

w

=

- limita superioar de plasticitate

0,18

p

w

=

-limita inferioar de plasticitate

22

=

o

j

-unghiul de frecare interioar a pmntului n grade

23

=

n

C

KPa-coeziunea pmntului

1.Greutatea volumic a scheletului pmntului

/(1)16,0/(10,04)15,385

d

ggw

=+=+=

2. Indicele porilor

()

26,815,385

0,742

15,385

sd

d

e

gg

g

-

-

===

3. Gradul de umiditate

0,0426,8

0,144

0,74210

s

r

S

e

w

wg

g

===

unde:

3

10/

w

kNm

g

=

- greutatea volumic a apei

4. Greutatea volumic a pmntului n stare submersat

26,810

9,64

110,742

s

sb

e

w

gg

g

-

-

===

++

5.Greutatea volumic a pmntului n stare saturat

()

26,8(0,74210)

19,644

110,742

s

sat

e

e

w

gg

g

+

+

===

++

6. Indicele de plasticitate

0,300,180,12

pLp

I

ww

=-=-=

7.Indicele de lichiditate

0,040,18

1,167

0,300,18

p

L

Lp

I

ww

ww

-

-

===-

--

Nisip argilos

Date iniiale:

h=3,8 m

18,2

g

=


26,1

s

g

=


0,16

w

=


0,21

L

w

=


0,15

p

w

=


26

=

o

j


41

=

n

C

-coeziunea pmntului


/(1)18,2/(10,16)15,69

d

ggw

=+=+=

2. Indicele porilor

()

26,115,69

0,663

15,69

sd

d

e

gg

g

-

-

===


0,1626,1

0,63

0,66310

s

r

S

e

w

wg

g

===

unde:

3

10/

w

kNm

g

=



26,110

9,681

110,663

s

sb

e

w

gg

g

-

-

===

++


()

26,1(0,66310)

19,681

110,663

s

sat

e

e

w

gg

g

+

+

===

++


0,210,150,06

pLp

I

ww

=-=-=


0,160,15

0,17

0,210,15

p

L

Lp

I

ww

ww

-

-

===

--

Nisip fin

Date iniiale:

h=5,1 m

19,6

g

=


26,5

s

g

=


0,25

w

=


33

=

o

j


2

=

n

C

-coeziunea pmntului


/(1)19,6/(10,25)15,68

d

ggw

=+=+=

2. Indicele porilor

()

26,515,68

0,690

15,68

sd

d

e

gg

g

-

-

===


0,2526,5

0,96

0,69010

s

r

S

e

w

wg

g

===

unde:

3

10/

w

kNm

g

=



26,510

9,76

110,690

s

sb

e

w

gg

g

-

-

===

++


()

26,5(0,69010)

19,76

110,690

s

sat

e

e

w

gg

g

+

+

===

++

Argil brun

Date initiale:

h=4,0 m

20,0

g

=

- densitatea pmntului

27,4

s

g

=

-densitatea granulelor minerale

0,27

w

=

-umiditatea pmntului

0,44

L

w

=


0,24

p

w

=


19

=

o

j


50

=

n

C

-coeziunea pmntului


/(1)20,0/(10,27)15,74

d

ggw

=+=+=

2. Indicele porilor

()

27,415,74

0,74

15,74

sd

d

e

gg

g

-

-

===


0,2727,4

1

0,7410

s

r

S

e

w

wg

g

===

unde:

3

10/

w

kNm

g

=



27,410

10

110,74

s

sb

e

w

gg

g

-

-

===

++


()

27,4(0,74010)

20

110,740

s

sat

e

e

w

gg

g

+

+

===

++


0,440,240,2

pLp

I

ww

=-=-=


0,270,24

0,15

0,440,24

p

L

Lp

I

ww

ww

-

-

===

--

Tabelul centralizator

Denumirea complet a pmnturilor

Grosimea

medie h, m

s

g

, kN/m3

g

, kN/m3

w

d

g

, kN/m3

e

Sr

sb

g

, kN/m3

sat

g

,kN/m3

w L

w P

Ip

IL

j

, grade

C , kPa

E , kPa

1. Pmnt loessoid- (argil nisipoas) n stare tare

4,3

26,8

16,0

0,04

15,385

0,742

0,144

9,64

19,64

0,3

0,18

0,12

-1,167

22

23

14418

2.Nisip argilos cu starea de consisten curgtoare

3,8

26,1

18,2

0,16

15,69

0,663

0,63

9,681

19,681

0,21

0,15

0,06

0,17

26

41

15220

3. Nisip fin n stare medie, saturat

5,1

26,5

19,6

0,25

15,68

0,69

0,96

9,76

19,76

-

-

-

-

33

2

26000

4. Argil brun n stare plastic vrtoas

4,0

27,4

20,0

0,27

15,74

0,740

1

10

20

0,44

0,24

0,2

0,15

19

50

23610

Plecnd de la datele din acest tabel se precedeaz la evaluarea condiiilor geologice inginereti ale amplasamentului care se face pentru pmnturile:

Stratul 1Pmntul loessoid reprezint argil nisipoas n stare tare, cu gradul de umiditate slab umed (

00,1440,50

r

S

=

) de o grosime a stratului h=4,3 m cu modulul de deformaie liniar E=14502 kPa, coeziunea C=23 kPa, unghiul de frecare interioar

0

22

=

j

deci este un teren foarte bun pentru fundii .

Stratul 2 Nisip argilos cu starea de consisten curgtoare, cu gradul de umiditate umed (

0,630,8

r

S

=

) cu grosimea stratului 3,8 m, modulul de deformaie liniar E=15220 kPa, unghiul de frecare interioar

0

26

=

j

, coeziunea C = 41kPa, deci este un teren bun de fundare.

Stratul 3 Nisip fin n stare medie saturat cu gradul de umiditate saturat (

0,961

r

S

=

) cu grosimea 5,1 m, modulul de deformaie liniar E=26000 kPa, unghiul de frecare interioara

0

33

=

j

, coeziunea C = 2 kPa, deci este un teren bun de fundare.

Stratul 4 Argil brun n stare plastic vrtoas de o calitate medie cu o grosime a stratului de 4,0 m, modulul de deformaie liniar E=23100 kPa, unghiul de frecare interioar

0

19

=

j

,coeziunea C=50 kPa, deci este un teren bun de fundare.

Apa subteran a fost depistat la adncimea de 10,2 m, ceea ce nseamn c apa subteran nu va avea influen direct asupra fundaiilor ct i asupra condiiilor de executare.

Dup analizele chimice apele subterane nu posed agresivitate asupra betonului.

Calculul modulului de deformaie

Pentru calculul modulului de deformaie avem nevoie de rezultatele ncercrilor edometrice reprezentate n tabelele din variant.Aici sunt date 3 tabele cu diferite adncimi (Z) de extragere a pmntului supus ncercrilor.

Z=1.2 m

P, kPa

e

0

0.740

50

0.720

100

0.700

200

0.670

400

0.630

600

0.612

Z=7.02m

P,kPa

e

0

0.685

50

0.670

100

0.657

200

0.637

400

0.620

600

0.617

Z=4.2 m

P, kPa

e

0

0.700

50

0.690

100

0.675

200

0. 645

400

0.615

600

0.605

Pentru calculul modulului de deformaie avem nevoie ca aceste tabele sa fie reprezentate grafic.Reprezentnd n grafic diferite valori a indicelui porilor (e) n conformitate cu variaia presiunilor (P) se construiete curba de compresiune-porozitate.Teoria i practica ne arat c ntr-un interval de presiuni nu prea mare P=60300 kPa iar la pmnturile bune pn la 600kPa, pmnturile se comport ca corpuri liniare deformabile. De aceea curba se nlocuete printr-o dreapt tga ceea ce ne permite s utilizm legea teoriei elasticitaii la rezolvarea problemei:

12

21

tg

ee

PP

a

-

=

-

Cu ct tga este mai mic cu att pmntul este mai slab compresibil

tg

a

-reprezint coeficientul de compresibilitate adic:

tg

a

=

0

m

La practic deseori se utilizeaz coeficientul de compresibilitate

v

m

care este:

0

0

1

m

m

e

n

=

+

kPa

v

e

m

E

b

=

kPa

n majoritatea cazurilor ncercrilor edometrice aduc la valorile reduse a lui

e

E

. De aceea la proiectare se introduce un coeficient de proiecie

k

m

i n final se adopt :

ke

EmE

=

S se determine modulul de deformaie E pe baza urmtoarelor rezultate ale ncercrilor edometrice ale pmntului extras de la adncimea Z=4,2 m i cu greutatea volumic

3

16,0kN/

m

g

=

1

16,04,267,2 kPa

Pz

g

===

2

200......300;

PkPa

=

, adoptm

2

P

=200 kPa;

Dup grafic gsim:

012

0,750;0,685;0,645

eee

===

;

12

21

0,6850,645

0,0003

20076,44

ee

tg

PP

a

-

-

===

--

tga=

0

m

=

0,0003

0

0

0,0003

0,000172

110,750

m

m

e

n

===

++

0,62

3604,65

0,000172

e

v

EkPa

m

b

===

De unde

b

- care depinde de tipul pmntului, l lum din cartea Mecanica pmnturilor

b

=0,62

3604,6

414

5

418

ke

kPa

EmE

=

=

=