Fundamentowanie dla inżynierów budownictwa wodnego

1. WSTĘP

2. PODŁOŻE BUDOWLANE 12

2.1. Definicje i rodzaje podłoża 12

2.2. Klasyfikacja gruntów 13

2.2.1. Wiadomości ogólne 13

2.2.2. Rodzaje gruntów na podstawie uziarnienia według PN-EN ISO 14688-1:2006 14

2.2.3. Zasady klasyfikowania gruntów na podstawie uziarnienia według PN-EN ISO 14688-2:2006 16

2.2.4. Rodzaje gruntów i ich klasyfikacja ze względu na plastyczność 20

2.2.5. Rodzaje gruntów i ich klasyfikacja ze względu na zawartość części organicznych 20

2.2.6. Klasyfikacja gruntów według zagęszczenia, konsystencji i wytrzymałości 21

2.2.7. Geneza gruntu 24

2.3. Parametry geotechniczne gruntów do celów projektowania fundamentów 24

2.3.1. Metody wyznaczania parametrów 24

2.3.2. Wyznaczanie gęstości objętościowej 25

2.3.3. Wyznaczanie kąta tarcia wewnętrznego i spójności 26

2.3.4. Wyznaczanie modułów odkształcenia i ściśliwości edometrycznej 27

2.4. Badania podłoża gruntowego do celów fundamentowania 28

2.4.1. Wiadomości ogólne 28

2.4.2. Badania geotechniczne podłoża gruntowego 32

2.4.3. Dokumentacja badań podłoża gruntowego 36

3. OGÓLNE WIADOMOŚCI O FUNDAMENTACH 38

3.1. Wprowadzenie 38

3.2. Podział fundamentów 39

3.3. Dane niezbędne do projektowania fundamentów 40

3.4. Wymagania ogólne dotyczące projektowania fundamentów 40

4. FUNDAMENTY BEZPOŚREDNIE 41

4.1. Wprowadzenie 41

4.2. Podział fundamentów bezpośrednich 41

4.2.1. Podział fundamentów pod względem głębokości posadowienia 41

4.2.2. Podział fundamentów ze względu na kształt 44

4.2.3. Podział fundamentów pod względem sposobu wykonania 64

4.2.4. Podział ze względu na materiał 65

4.2.5. Podział fundamentów ze względu na sztywność 66

4.3. Obliczanie nośności i osiadań fundamentów bezpośrednich 69

4.3.1. Wiadomo ś ci ogólne 69

4.3.2. Rozk ł ad napr ęż e ń pod fundamentami 70

4.3.3. Obliczanie no ś no ś ci fundamentów wed ł ug Eurokodu 7 76

4.3.4. Sprawdzenie stanów granicznych u ż ytkowalno ś ci wed ł ug Eurokodu 7 i metody

obliczania osiada ń fundamentów 85

5. FUNDAMENTY NA PALACH 92

5.1. Wprowadzenie 92

5.2. Zastosowanie pali i fundamentów na palach 92

5.3. Ogólny p odzia ł pali 96

5.4. Pale przemieszczeniowe (gotowe, wbijane) 97

5.4.1. Wiadomo ś ci ogólne 97

5.4.2. Pale drewniane

5.4.3. Pale stalowe 99

5.4.4. Prefabrykowane pale ż elbetowe 101

5.5. Pale przemieszczeniowe gotowe wwiercane i wciskane 109

5.5.1. Pale wwiercane 109

5.5.2. Pale wciskane (odcinkowe) 109

5.6. Pale przemieszczeniowe wykonywane w gruncie 111

5.6.1. Wiadomo ś ci ogólne 111

5.6.2. Pale Simplex 112

5.6.3. Pale Vibro 113

5.6.4. Pale Franki 114

5.6.5. Pale systemu Fundex i Vibrex 116

5.6.6. Pale wkr ę cane Atlas 121

5.6.7. Pale wkr ę cane Omega 123

5.6.8. Pale wkr ę cane FDP 124

5.7. Pale wiercone (nieprzemieszczeniowe)126

5.7.1. Wiadomo ś ci ogólne 126

5.7.2. Pale Straussa 127

5.7.3. Pale Wolfsholza 127

5.7.4. Pale Contractor 129

5.7.5. Pale CFA i Starsol 130

5.7.6. Pale wielko ś rednicowe Benoto 132

5.7.7. Pale wielko ś rednicowe betonowane w otworach wierconych za pomoc ą wiertnicy

Salzgitter135

5.7.8. Pale H-W 136

5.7.9. Pale wielko ś rednicowe wykonywane palownic ą uniwersaln ą PPF Kujawy138

5.7.10. Zwi ę kszanie no ś no ś ci wierconych pali wielko ś rednicowych przez iniekcyjne

napr ęż anie ich podstaw140

5.8. Mikropale 143

5.8.1. Wiadomo ś ci ogólne 143

5.8.2. Mikropale wiercone 143

5.8.3. Mikropale przemieszczeniowe 147

5.8.4. No ś no ść mikropali 147

5.8.5. Zalety mikropali 148

5.9. Rozmieszczanie pali pod fundamentami i wyznaczanie si ł dzia ł aj ą cych na pale 148

5.10. Po łą czenie pali z fundamentem 151

5.11. Projektowanie no ś no ś ci i obliczanie osiada ń fundamentów na palach 152

5.11.1. Wiadomo ś ci ogólne 152

5.11.2. Metody projektowania no ś no ś ci pali 153

5.11.3. Obliczanie osiada ń pali i fundamentów palowych (stan graniczny u ż ytkowalno ś ci)163

5.11.4. Próbne obci ąż enia pali 165

6. FUNDAMENTY NA STUDNIACH OPUSZCZANYCH 171

6.1. Wprowadzenie 171

6.2. Konstrukcja studni opuszczanych 171

6.3. Opuszczanie studni 174

6.3.1. Opuszczanie studni na l ą dzie 174

6.3.2. Opuszczanie studni na wodzie 175

6.3.3. Wyprostowywanie studni w czasie opuszczania 176

6.3.4. Opuszczanie studni przy zastosowaniu zawiesin i ł owych 177

6.4. Wype ł nianie studni 180

6.5. Rozwi ą zania konstrukcyjne fundamentów na studniach opuszczanych 181

6.6. Przyk ł ady fundamentów wykonanych na studniach opuszczanych 182

6.6.1. Przyk ł ad posadowienia fi larów mostowych 182

6.6.2. Przyk ł ady posadowienia obiektów gospodarki wodno- ś ciekowej 183

6.6.3. Przyk ł ady zastosowania studni opuszczanych w budownictwie wodnym 184

6.6.4. Przyk ł ady zastosowania studni opuszczanych w budownictwie ogólnym 187

6.7. Projektowanie studni opuszczanej 188

6.7.1. Si ł y dzia ł aj ą ce na studni ę 188

6.7.2. Obliczenie grubo ś ci ś cian studni 188

6.7.3. No ś no ść studni 190

7. FUNDAMENTY NA KESONACH 192

7.1. Wprowadzenie 192

7.2. Konstrukcja kesonów 195

7.3. Urz ą dzenia do ś luzowania 197

7.4. Zapuszczanie kesonów 198

7.5. Bezpiecze ń stwo i higiena pracy 199

7.6. Zalety i wady kesonów 200

7.7. Zasady obliczania fundamentów na kesonach 200

8. Ś CIANKI SZCZELNE 203

8.1. Wprowadzenie 203

8.2. Podzia ł ś cianek szczelnych 203

8.3. Ś cianki szczelne drewniane 204

8.4. Ś cianki szczelne stalowe 207

8.5. Ś cianki szczelne z tworzyw sztucznych 209

8.6. Ś cianki szczelne ż elbetowe 211

8.7. Ś cianki szczelne z pali betonowych wykonywanych w gruncie 212

8.8. Zasady projektowania ś cianek szczelnych 213

8.8.1. Zag łę bienie ś cianki szczelnej ze wzgl ę du na dzia ł anie ci ś nienia sp ł ywowego 213

8.8.2. Obliczanie statyczne ś cianek szczelnych 214

8.8.3. Obliczanie ś cianek szczelnych metod ą Königa 222

8.8.4. Obliczanie zakotwienia ś cianek szczelnych 224

9. Ś CIANY SZCZELINOWE I MURY OPOROWE 227

9.1. Ś ciany szczelinowe 227

9.1.1. Wiadomo ś ci ogólne 227

9.1.2. Wykonawstwo ś cian szczelinowych monolitycznych 229

9.1.3. Ś ciany szczelinowe prefabrykowane i typu mieszanego 236

9.1.4. Fundamenty ze ś cian szczelinowych 239

9.2. Mury oporowe 244

9.2.1. Wiadomo ś ci ogólne 244

9.2.2. Mury masywne 244

9.2.3. Mury p ł ytowo-k ą towe 245

9.2.4. Mury p ł ytowo- ż ebrowe 246

9.2.5. Mury oporowe z gruntu zbrojonego 247

9.2.6. Mury oporowe z gabionów 249

9.2.7. Odwodnienie murów oporowych 250

9.2.8. Ogólne warunki stateczno ś ci murów oporowych 253

10. KOTWY GRUNTOWE 254

10.1. Wprowadzenie 254

10.2. Kotwy gruntowe iniekcyjne wst ę pnie napr ęż one 256

10.3. Kotwy gruntowe bierne 259

10.3.1. Kotwy gwo ź dzie 259

10.3.2. Kotwy linowe 262

10.4. Projektowanie kotew 263

10.4.1. Wiadomo ś ci ogólne 263

10.4.2. Sprawdzenie stanów granicznych no ś no ś ci 264

10.4.3. Sprawdzenie stanu granicznego u ż ytkowalno ś ci 266

10.4.4. Badania przydatno ś ci 266

10.4.5. Badania odbiorcze 267

11. FUNDAMENTY BUDOWLI HYDROTECHNICZNYCH 268

11.1. Wprowadzenie 268

11.2. Fundamentowanie budowli pi ę trz ą cych 270

11.2.1. Fundamentowanie zapór 270

11.2.2. Fundamentowanie jazów i przyczó ł ków jazów 279

11.2.3. Fundamentowanie bloków si ł owni wodnych 281

11.2.4. Fundamentowanie ś luz 282

12. FUNDAMENTY WYBRANYCH BUDOWLI SPECJALNYCH 285

12.1. Wprowadzenie 285

12.2. Fundamentowanie elektrowni wiatrowych 286

12.2.1. Ogólne wiadomo ś ci o elektrowniach wiatrowych 286

12.2.2. Fundamenty pod elektrownie wiatrowe 287

12.3. Fundamentowanie platform wiertniczych 289

12.3.1. Ogólne wiadomo ś ci o platformach wiertniczych 289

12.3.2. Posadawianie sta ł ych platform na dnie morza 291

12.3.3. Kotwiczenie platform p ł ywaj ą cych 293

12.4. Fundamentowanie ruroci ą gów podmorskich 299

12.4.1. Ogólne wiadomo ś ci o ruroci ą gach podmorskich 299

12.4.2. Sposób posadawiania ruroci ą gów podmorskich 299

13. WYKONAWSTWO ROBÓT FUNDAMENTOWYCH I FUNDAMENTÓW NA L Ą DZIE 301

13.1. Wprowadzenie 301

13.2. Wykonywanie robót fundamentowych 302

13.2.1. Wytyczanie fundamentów i granic wykopu 302

13.2.2. Rodzaj wykopów i metody umacniania ś cian wykopów 303

13.2.3. Odwodnienie wykopów fundamentowych 322

13.2.4. Metody odspajania gruntu i wykonywania wykopów 338

13.3. Wykonawstwo i zasypywanie fundamentów 340

13.3.1. Wykonywanie fundamentów 340

13.3.2. Wykonywanie zasypki fundamentów 341

13.4. Obserwacje geodezyjne podczas robót fundamentowych 341

13.4.1. Urz ą dzenia do kontroli osiadania fundamentów i pionowo ś ci ś cian 341

13.4.2. Prowadzenie pomiarów geodezyjnych 342

14. WYKONAWSTWO ROBÓT FUNDAMENTOWYCH I FUNDAMENTÓW NA TERENACH

POKRYTYCH WOD Ą 343

14.1. Wprowadzenie 343

14.2. Wykonawstwo robót fundamentowych i fundamentów w grodzach 343

14.2.1. Wiadomo ś ci ogólne 343

14.2.2. Rodzaje gródz 344

14.3. Wykonawstwo robót fundamentowych i fundamentów z wysp sztucznie uformowanych 348

14.4. Wykonawstwo fundamentów z rusztowa ń i pomostów sta ł ych 349

14.5. Wykonawstwo fundamentów ze ś rodków p ł ywaj ą cych 351

14.6. Wykonawstwo fundamentów z gotowych skrzy ń p ł ywaj ą cych 353

14.7. Wykonawstwo fundamentów metod ą betonowania podwodnego 357

14.7.1. Wiadomo ś ci ogólne 357

14.7.2. Betonowanie bezpo ś rednie 358

14.7.3. Betonowanie w workach i za pomoc ą kub ł ów lub skrzy ń z otwieranym dnem 358

14.7.4. Betonowanie z zastosowaniem rury przesuwnej 359

14.7.5. Betonowanie za pomoc ą podnoszonej rury nieruchomej 360

14.7.6. Betonowanie za pomoc ą betonu pompowanego 361

14.7.7. Wykonywanie robót fundamentowych z zastosowaniem kesonów-dzwonów

powietrznych 362

15. PODSTAWOWE WIADOMO Ś CI O METODACH WZMACNIANIA I USZCZELNIANIA

POD Ł O Ż A GRUNTOWEGO 363

15.1. Cel wzmacniania i uszczelniania pod ł o ż a gruntowego 363

15.2. Podstawowe metody wzmacniania i uszczelniania gruntów 363

15.2.1. Zag ę szczanie gruntów 363

15.2.2. Wymiana gruntu 367

15.2.3. Stabilizacja gruntów 375

15.2.4. Zastrzyki 381

15.2.5. Prekonsolidacja gruntów 401

15.2.6. Zbrojenie gruntów dla celów fundamentowania 407

16. WZMACNIANIE I WYMIANA USZKODZONYCH FUNDAMENTÓW 412

16.1. Wprowadzenie 412

16.2. Ocena stanu fundamentów i projektowanie wzmocnienia 413

16.3. Metody wzmacniania fundamentów 415

16.4. Omówienie wybranych metod wzmocnienia i wymiany uszkodzonych fundamentów 418

16.4.1. Pog łę bianie fundamentów i poszerzanie fundamentów 418

16.4.2. Wzmocnienie fundamentów przez po łą czenie 423

16.4.3. Oparcie fundamentów na palach i kolumnach 424

16.4.4. Obudowa fundamentów ś ciank ą szczeln ą 427

16.4.5. Wzmocnienie obiektów budowlanych ze wzgl ę du na zapewnienie stateczno ś ci 428

16.4.6. Prostowanie budynków 429