Wytyczne wzmacniania podłoża gruntowego kolumnami sztywnymi

Dostępność: dostępne
Wysyłka w: 24 godziny
Cena: 99,00 zł 99.00
ilość egz.

towar niedostępny

dodaj do schowka

Opis

Jedną z metod wzmacniania gruntu jest wzmacnianie podłoża gruntowego kolumnami sztywnymi typu RI (Rigid Inclusions). Używa się również kilka innych nazw – firmowych, w tym m.in. kolumny CMC (Controlled Modulus Columns) oraz kolumny CSC (Controlled Stiffness Columns). Wiele wdrożeń w Polsce pozwala na stwierdzenie, że metoda kolumn sztywnych ma swoje trwałe miejsce także w krajowym wykonawstwie. W wielu przypadkach jej zastosowanie pozwala na szybkie i ekonomiczne posadowienie obiektów infrastrukturalnych oraz kubaturowych.

Książka Wytyczne wzmacniania podłoża gruntowego kolumnami sztywnymi powstała z inicjatywy Instytutu Badawczego Dróg i Mostów oraz firm geotechnicznych Keller Polska i Menard, przy wsparciu Polskiego Zrzeszenia Wykonawców Fundamentów Specjalnych. Jest przeznaczona dla jednostek projektujących, wykonujących i nadzorujących budowle, specjalistycznych wykonawców robót wzmacniania podłoża gruntowego, a także dla administracji drogowej i kolejowej oraz innych inwestorów.

W rozdziale 1 przedstawiono istotę metody, rodzaje kolumn sztywnych, zakres stosowania i podstawowe rozwiązania konstrukcyjne wzmocnienia.

Zagadnienia badań i oceny podłoża potrzebnych do projektowania wzmocnienia opisano w rozdziale 2. Podano w nim zalecenia odnośnie do zakresu i rodzajów badań oraz potrzebnych parametrów geotechnicznych.

W rozdziale 3 opisano zasady projektowania wzmocnienia podłoża oparte na projektach nowych Eurokodów. Podano zalecenia w zakresie sprawdzania stanów granicznych z  wykorzystaniem współczynników częściowych i podejść obliczeniowych RFA, MFA i EFA oraz stanów granicznych użytkowalności, w tym także w odniesieniu do obliczeń wykonywanych z wykorzystaniem modeli numerycznych. Przedstawiono ogólne zasady projektowania kolumn, warstwy transmisyjnej, zbrojenia dolnego, stref przejściowych oraz platform roboczych.

Rozdział 4 zawiera informacje na temat wykonawstwa robót, w tym: przygotowania platformy roboczej, sposobów wykonywania kolumn wierconych, wkręcanych, wwibrowywanych, prefabrykowanych, DSM i iniekcyjnych, przygotowania głowic/czapek, układania warstwy transmisyjnej oraz zbrojenia dolnego. Wskazano ograniczenia i zagrożenia realizacyjne.

W rozdziale 5 zestawiono wymagania dotyczące badań i kontroli robót: platformy roboczej, sprzętu, materiałów kolumn i zbrojenia, procesu formowania kolumn w podłożu, wykonanych kolumn, próbnych obciążeń, warstwy transmisyjnej i zbrojenia dolnego, a także monitorowania.

W załączniku przedstawiono szczegółowo metody i procedury obliczeniowe wykorzystywane do projektowania wzmocnionego podłoża oraz do wymiarowania elementów wzmacniających.

Opracowanie uzupełniają dwa przykłady obliczeń ilustrujące zalecany sposób projektowania. Przykład A obejmuje nasyp drogowy posadowiony na słabym podłożu wzmocnionym kolumnami betonowymi z czapkami oraz geosyntetycznym zbrojeniem dolnym, a przykład B – wzmocnienie miękkoplastycznych i plastycznych gruntów spoistych pod posadzką hali przemysłowej za pomocą kolumn DSM.  

 

Spis treści

Podstawowe oznaczenia   11
Podstawowe skróty  15
Przedmowa  17

1. Ogólne zasady wzmacniania podłoża kolumnami sztywnymi  21

1.1. Metoda wzmacniania   21
1.2. Mechanizm i podstawowe schematy wzmocnienia podłoża   24
1.3. Podłoża wymagające wzmocnienia   27
1.4. Cele wzmacniania podłoża gruntowego   27
1.5. Zakres stosowania kolumn sztywnych   28
1.6. Rodzaje kolumn objętych opracowaniem   29
1.7. Ograniczenia w stosowaniu kolumn  31

2. Badania podłoża gruntowego w celu jego wzmocnienia   32

2.1. Normowe dokumentacje  32  
2.2. Normowe określenia wartości parametrów geotechnicznych   35
2.3. Identyfikacja słabego podłoża   37
2.4. Rozpoznanie wstępne podłoża   38
2.5. Rozpoznanie podłoża do projektu wzmocnienia   40
2.6. Rozpoznanie uzupełniające podłoża   43
2.7. Określanie parametrów odkształcalności słabych gruntów  43
2.8. Wybór modelu konstytutywnego gruntu i jego parametry   45

3. Projektowanie  51

3.1. Podstawy projektowania geotechnicznego   51
3.1.1. Wymagania ogólne   51
3.1.2. Model geotechniczny   53
3.1.3. Klasy konsekwencji   53
3.1.4. Klasy złożoności geotechnicznej   55
3.1.5. Kategorie geotechniczne   56
3.1.6. Stany graniczne i ich sprawdzenie   57
3.1.7. Projektowe okresy użytkowania konstrukcji   59
3.1.8. Zrównoważony rozwój   60
3.2. Stany graniczne nośności (ULS)   62
3.2.1. Identyfikacja   62
3.2.2. Sprawdzenie z wykorzystaniem współczynników częściowych   63
3.2.3. Wartości współczynników częściowych yF, yE i yM,  64
3.2.4. Przyporządkowanie sposobów sprawdzenia i współczynniki częściowe   66
3.2.5. Praktyczne stosowanie podejść obliczeniowych MFA i EFA  72
3.2.6. Praktyczne stosowanie podejścia obliczeniowego RFA   73
3.2.7. Sprawdzenie stanów ULS z wykorzystaniem modeli numerycznych   74
3.3. Stany graniczne użytkowalności (SLS)   77
3.3.1. Identyfikacja i sprawdzenie   77
3.3.2. Kryteria użytkowalności   78
3.4. Geometria wzmocnienia podłoża kolumnami   80
3.4.1. Nasypy  80
3.4.2. Płyty, fundamenty, posadzki i nawierzchnie   82
3.4.3. Wartości obliczeniowe właściwości geometrycznych   83
3.5. Kolumny sztywne   84
3.5.1. Dobór kolumn   84
3.5.2. Projektowanie   86
3.5.3. Materiały   88 3.6. Warstwa transmisyjna   90
3.7. Zbrojenie dolne   93
3.8. Strefy przejściowe   96
3.9. Platforma robocza  98

4. Wykonawstwo  104

4.1. Platforma robocza  104
4.2. Kolumny   107
4.2.1. Technologie wykonywania  107
4.2.2. Sprzęt   119
4.2.3. Przygotowanie materiałów   121
4.2.4. Możliwe uszkodzenia kolumn i środki zaradcze  121
4.2.5. Przygotowanie głowic   131
4.3. Czapki   136
4.4. Warstwa transmisyjna   137
4.5. Układanie zbrojenia dolnego   139
4.5.1. Poziom ułożenia pierwszej warstwy zbrojenia   139
4.5.2. Zbrojenie geosyntetykami   141
4.5.3. Zbrojenie siatkami stalowymi   146
4.5.4. Zbrojenie prętami kompozytowymi   148
4.6. Inne prace budowlane  148

5. Kontrola robót  154

5.1. Platforma robocza  154
5.1.1. Przygotowanie   154
5.1.2. Grubość   155
5.1.3. Materiały   155
5.1.4. Parametry   155
5.1.5. Geosyntetyki i ich ułożenie   156
5.1.6. Próbny przejazd   157
5.2. Sprawdzenie sprzętu i materiału kolumn przed rozpoczęciem robót   157
5.2.1. Kontrola sprzętu   157
5.2.2. Kontrola materiałów   158 
5.3. Kontrolowanie wykonywania kolumn   158
5.3.1. Zakres kontroli   158
5.3.2. Kolumny przemieszczeniowe formowane w gruncie   160
5.3.3. Kolumny prefabrykowane  160 5.3.4. Kolumny DSM   160
5.3.5. Kolumny iniekcyjne   167
5.3.6. Obserwacje kolumn wykonanych i platformy roboczej   167
5.3.7. Badania wytrzymałości materiału kolumn   169
5.3.8. Kontrola granic wzmocnienia podłoża  170
5.4. Kontrola powykonawcza kolumn   171
5.4.1. Parametry geometryczne kolumn   171
5.4.2. Kolumny uformowane w podłożu   172
5.4.3. Próbne obciążenia kolumn   174
5.4.4. Próbne obciążenie grupy kolumn   178
5.5. Kontrola warstwy transmisyjnej i zbrojenia dolnego   179
5.6. Monitorowanie   181

Załącznik — Pomoce projektowe  182

Z1. Wstęp   182
Z2. Obciążenia użytkowe od ruchu pojazdów   182
Z2.1. Pojazdy drogowe   182
Z2.2. Tabor kolejowy   187
Z3. Wybrane kryteria projektowe dla nasypów   189
Z3.1. Przemieszczenia dopuszczalne   189
Z3.1.1. Całkowite osiadanie pokonstrukcyjne   189
Z3.1.2. Różnica osiadania pokonstrukcyjnego   190
Z3.1.3. Przemieszczenie poziome kolumn   191
Z3.2. Wysokość nasypu i geometria układu podpór   191
Z4. Geometria komórki elementarnej   195
Z5. Podział obciążenia oraz rozciąganie zbrojenia dolnego   196
Z5.1. Schemat ogólny   196
Z5.2. Metoda Prandtla (ASIRI, 2012)   197
Z5.3. Metoda stożków (ASIRI, 2012)   200  
Z5.4. Metoda EBGEO (EBGEO, 2010)   201
Z5.5. Metoda Klobe (Klobe, 2007)   204
Z5.6. Metoda koncentrycznych sklepień łukowych CUR (CUR 226, 2016)   210
Z5.6.1. Rozwiązanie dla przyjętego modelu przesklepienia   211
Z5.6.2. Obliczenie wytężenia zbrojenia   213
Z6. Wzajemne oddziaływanie kolumn i gruntu   215
Z6.1. Model oddziaływania kolumny i gruntu   215
Z6.2. Graniczne wartości tarcia negatywnego  216
Z6.3. Funkcje transformacyjne   217
Z6.4. Metoda Krasińskiego  220
Z6.4.1. Warstwa transmisyjna/nasyp nad kolumnami  220
Z6.4.2. Fundament sztywny na kolumnach  224
Z6.5. Metoda LTM (Bohn i Vogt, 2018)   229
Z6.6. Metody numeryczne   231
Z6.6.1. Modelowanie kolumn   231
Z6.6.2. Parametry zastępcze kolumn w płaskim stanie odkształcenia   237
Z7. Nośność, odkształcenia, zbrojenie i wyboczenie kolumn   239 Z7.1. Nośność zewnętrzna   239 Z7.1.1. Nośność reprezentatywna   239
Z7.1.2. Nośność obliczeniowa   243
Z7.2. Nośność wewnętrzna   243
Z7.2.1. Zalecenia ogólne   243
Z7.2.2. Średnica kolumn wykonywanych in situ   244
Z7.2.3. Kolumny z betonu   244 Z7.2.4. Kolumny z zaprawy lub iniektu   246
Z7.2.5. Kolumny z cementogruntu  246
Z7.3. Odkształcenia sprężyste   249
Z7.4. Stateczność świeżego trzonu kolumny  250
Z7.5. Zbrojenie   252
Z7.6. Wyboczenie   254
Z8. Zbrojenie dolne  254
Z8.1. Miarodajna siła rozciągająca   254
Z8.2. Zbrojenie geosyntetykami   256
Z8.2.1. Zalecenia ogólne   256
Z8.2.2. Nośność na rozciąganie  257
Z8.2.3. Nośność na wyciąganie z gruntu   259
Z8.2.4. Zakotwienie  259
Z8.3. Zbrojenie siatkami stalowymi   260
Z8.3.1. Zalecenia ogólne   260
Z8.3.2. Nośność na rozciąganie  261
Z8.3.3. Nośność na wyciąganie z gruntu  263
Z9. Stateczność ogólna nasypów   265
Z9.1. Stopniowanie obliczeń   265
Z9.2. Obliczenia analityczne   265
Z9.3. Obliczenia numeryczne   268
Z10. Sztywność wzmocnionego podłoża  270

Przykłady obliczeniowe  272

A. Nasyp drogowy na słabym podłożu   274

A1. Dane wyjściowe i założenia   274
A2. Zakres obliczeń projektowych  276
A3. Nasyp na niewzmocnionym podłożu   279
A3.1. Model MES dla płaskiego stanu odkształcenia   279
A3.2. Przemieszczenia   280
A3.3. Stateczność ogólna   282
A4. Obliczenia dla komórki elementarnej   285
A4.1. Geometria i obciążenie   285
A4.2. Efektywność naturalnego przesklepienia (bez geosiatki)   287
A4.2.1. Metoda Prandtla (p. Z5.2)   287
A4.2.2. Metoda stożków (p. Z5.3)   289
A4.2.3. Metoda EBGEO (p. Z5.4)   289
A4.2.4. Metoda Klobe (p. Z5.5)   291
A4.2.5. Metoda koncentrycznych sklepień łukowych CUR (p. Z5.6)   293
A4.2.6. Model MES-OS bez geosiatki   295
A4.2.7. Porównanie efektywności przesklepienia   298
A4.3. Rozciąganie zbrojenia dolnego   299
A4.3.1. Parametry wytrzymałościowe geosiatki   299
A4.3.2. Model MES-OS z geosiatką  300
A4.3.3. Metoda EBGEO (p. Z5.4)   302
A4.3.4. Metoda Klobe (p. Z5.5)   302
A4.3.5. Metoda koncentrycznych sklepień łukowych CUR (p. Z5.6)   303
A4.3.6. Porównanie siły rozciągającej geosiatkę   304
A4.4. Prognoza osiadania  305
A5. Obliczenia w układzie przestrzennym  306
A5.1. Model MES-3D  306
A5.2. Analizy i kombinacje obliczeniowe   307
A5.3. Analizy dla stanu granicznego użytkowalności   309
A5.3.1. Przemieszczenia   309
A5.3.2. Przemieszczenia kolumn oraz reprezentatywne siły wewnętrzne   311
A5.3.3. Rozciąganie i przemieszczenia geosiatki   313
A5.4. Analizy dla stanu granicznego nośności   318
A5.4.1. Obliczeniowe siły wewnętrzne w kolumnach  318
A5.4.2. Obliczeniowe siły rozciągające w geosiatce   318
A6. Wymiarowanie  320
A6.1. Kolumny sztywne  320
A6.1.1. Nośność zewnętrzna  320
A6.1.2. Nośność wewnętrzna   321
A6.1.3. Zbrojenie kolumn nr 1, 2, 7 i 8   323
A6.1.4. Wyboczenie   326
A6.2. Czapki  326  
A6.3. Zbrojenie dolne   328
A6.3.1. Sprawdzenie wytężenia geosiatki   328
A6.3.2. Ułożenie geosiatki przy krawędziach nasypu   329
A6.3.3. Schemat ułożenia zbrojenia dolnego   330
A7. Stateczność ogólna nasypu na wzmocnionym podłożu   332

B. Posadzka przemysłowa na podłożu wzmocnionym kolumnami DSM  333

Bl. Dane wyjściowe i założenia   333
B2. Zakres obliczeń projektowych  336
B3. Podłoże bez wzmocnienia kolumnami DSM   337
B3.1. Głębokość strefy wpływu  337
B3.2. Osiadanie posadzki dla schematów obciążenia P1 i P2   338
B3.3. Osiadanie posadzki dla schematów obciążenia P3 i P4   341
B3.4. Nośność środkowej stopy fundamentowej   342
B4. Komórka elementarna posadzki   344
B4.1. Geometria i obciążenia   344
B4.2. Osiadanie posadzki i naprężenia w kolumnie DSM  345
B4.2.1. Metoda analityczna LTM (p. Z6.5)   345
B4.2.2. Model MES-OS   349
B5. Podłoże wzmocnione kolumnami DSM  351
B5.1. Model MES-3D   351
B5.2. Osiadanie i nachylenie posadzki   352
B5.3. Naprężenia w kolumnach DSM   353
B5.4. Potrzebna wytrzymałość cementogruntu na ściskanie   354
B5.5. Naprężenia rozciągające w płycie posadzki   355
B6. Projektowanie i ocena wytrzymałości cementogruntu   357
B6.1. Projektowanie cementogruntu   357
B6.2. Ocena wytrzymałości cementogruntu   359

Literatura  362

Dane techniczne

Autor Michał Topolnicki, Bolesław Kłosiński
Wydanie I - 2022
Liczba stron 368
Ilustracje liczne kolorowe i czarno-białe rysunki i fotografie
Okładka twarda
Format format 17x24 cm.

Tytuły polecane

Koszty dostawy
Paczkomaty InPost Kwota zakupów Koszt przesyłki przedpłata
  powyżej 450 zł 0 zł
  do 250 zł 6,5 zł
  do 250 zł 13 zł

Kurier DPD Przedpłata Płatność za pobraniem
  11 zł 15 zł
do góry
Sklep jest w trybie podglądu
Pokaż pełną wersję strony
Realizacja: N4K.eu
Sklep internetowy Shoper.pl