Sc-szczelne.pdf

POMOCE DYDAKTYCZNE

OBLICZANIE I PROJEKTOWANIE

ŚCIANEK SZCZELNYCH

Autor opracownia:

Dr inż. Adam Krasiński

Kierownik Katedry Geotechniki:

Prof. dr hab. Zbigniew Sikora

Gdańsk, 2007

7. ŚCIANKI SZCZELNE

Ścianki szczelne – są to konstrukcje oporowe wykonywane z podłużnych elementów

wprowadzanych w grunt (wbijanych, wwibrowywanych lub wciskanych) ściśle jeden obok

drugiego i połączonych na zamki zapewniające szczelność przed wodą i wzajemną współpracę.

Elementy te nazywa się brusami lub grodzicami.

Zastosowanie ścianek szczelnych

a) obudowy głębokich wykopów

zwg

ścianki szczelne

b) nabrzeża portowe

c) grodze

grunt

ścianka szczelna

pale

ścianki szczelne

d) regulacja rzek

e) uszczelnianie wałów

i kanałów

przeciwpowodziowych

grunt

ścianka szczelna

f) ochrona budowli i fundamentów przed

działaniem wody

ścianki

szczelne

g) inne zastosowania (np. tunele)

zwg

ścianki szczelne

zwg

Podział ścianek szczelnych

Ze względu na materiał:

- stalowe - kształty przekrojów: korytkowy (lub typu U), zetowy, płaski, typu H, - kształty zamków

- żelbetowe – uszczelniane na pióro obce z drewna, specjalne ostrze dociskające jeden brus do

drugiego

kolejność wbijania brusów

wkładki drewniane

(pióra obce)

kątownik stalowy

walcowany

- drewniane – uszczelniane na wpust i pióro własne lub pióro obce

Ze względu na schemat pracy i sposób podparcia:

- ścianki wspornikowe

- ścianki rozpierane jednokrotnie lub wielokrotnie

- ścianki kotwione jednokrotnie lub wielokrotnie

Ścianki jednokrotnie podparte (zakotwione) mogą być dołem w gruncie swobodnie podparte lub

utwierdzone.

Rodzaje zakotwień ścianek szczelnych

- zakotwienia płytowe

- zakotwienia blokowe

przegub

cięgno, L = 6 ÷ 15m

pręt stalowy

kleszcze

2 ceowniki

blok kotwiący

prefabrykowany lub monolityczny

nakretka napinająca

„śruba rzymska”

płyta kotwiąca

prefabrykowana żelbetowa

klin odłamu

parcia

- zakotwienia do kozłów palowych

- zakotwienia iniektowane

bloki lub belka

wieńczące pale

kleszcze

2 ceowniki

lub dwuteowniki

cięgno, L = 6 ÷ 15m

liny, sploty stalowe,

rzadziej pręty

buława iniekcyjna

L = 4 ÷ 8m

pal wciskany

pal wyciągany

Obliczanie i projektowanie ścianek szczelnych

Przyjmowanie i wyznaczanie obciążeń działających na ścianki szczelne

∆ h w

lub

e a

e w

e p

e a

e a +e w

e* p (x)

bez uwzględnienia

przepływu wody

z przepływem wody

pod ścianką

Głównym obciążeniem ścianek szczelnych jest parcie gruntu i wody. Odpór gruntu pod dnem

wykopu lub basenu jest reakcją utrzymującą ściankę.

W ściankach szczelnych przyjmuje się najczęściej parcie czynne gruntu (graniczne) ze

współczynnikiem K a liczonym przy założeniu kąta tarcia gruntu o ściankę δ a = 0 , czyli K a = K ah .

Wa r t ość jednostkową parcia oblicza się ze wzoru: e a = σ ’ v ⋅ K a – 2 c ⋅( K a ) 0.5 ≥ 0

w którym σ ’ v – jest efektywnym naprężeniem pionowym w gruncie, uwzględniającym obciążenie

naziomu p , i ciężar warstw gruntu z uwzględnieniem wyporu wody.

Odpór gruntu przyjmuje się również graniczny ze współczynnikiem K p liczonym przy założeniu

kąta tarcia gruntu o ściankę δ p = - φ /2 (przyjęcie δ p = 0 jest zbyt asekuracyjne). Należy jednak

wartość tego współczynnika zredukować przez współczynnik η=0.7 ÷ 0.85:

K’ p = η⋅ K p

Wa r t ość jednostkową odporu oblicza się ze wzoru: e p = σ ’ v ⋅ K’ p + 2 c* ⋅( K’ p ) 0.5

w którym c* - jest spójnością gruntu, którą w przypadku odporu redukuje się o połowę – c* = 0.5 ⋅ c .

W obliczeniach statycznych ścianki wykorzystuje się składową poziomą odporu: e ph = e p ⋅cosδ p .

Parcie wody uwzględnia się w przypadku różnicy jej poziomów po jednej i po drugiej stronie

ścianki, przy czym rozkład tego parcia przyjmuje się w zależności od tego, czy występuje przepływ

wody pod ścianką, czy nie – według rysunku powyżej. W przypadku przepływu wody powinno się

uwzględniać jeszcze wpływ ciśnienia spływowego j na wartości parcia i odporu gruntu. Wprowadza

to dodatkowe komplikacje, dlatego często przyjmuje się rozkład parcia wody bez uwzględnienia

przepływu (rysunek wyżej), który daje wyniki obliczeń po bezpiecznej stronie. Maksymalna

wartość parcia wody wynosi: e w = γ w ⋅ ∆ h w .

Po wykreśleniu rozkładów parcia i odporu sporządza się wykres wypadkowy, w którym

otrzymujemy głębokość a równoważenia się parcia i odporu e p ( a ) = e a ( a ). W przypadku trójkątnego

rozkładu odporu efektywnego e* p (jednorodny grunt niespoisty), możemy go wyrazić zależnością:

e p *(x) = γ ( ‘ ) ⋅ x ⋅ K* , gdzie K* = K’ p ⋅cosδ p – K ah .

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: