Obliczenia fundamentów palowych

,,Jeżeli zaś nie znajdzie się gruntu stałego, lecz do głębi sięgać będzie ziemia naniesiona lub bagnista, wtedy trzeba w tym miejscu ziemię wykopać i usunąć ją, a teren umocnić i osmalonymi palami olchowymi, oliwkowymi albo dębowymi i za pomocą machin jak najgęściej powbijać. Wolną przestrzeń między palami należy wypełnić węglem, a następnie założyć fundament z jak najsolidniejszego muru.”

Obliczenia fundamentów palowych

Molo w Sopocie

Molo w Międzyzdrojach

Obliczenia fundamentów palowych

Posadowienie podpór mostu im. Jana Pawła II w Gdańsku

Royal Wilanów

Obliczenia fundamentów palowych

Metody obliczeniowe fundamentów palowych:• klasyczne

– zawierają wiele uproszczeń– służą do obliczania prostych fundamentów palowych

• numeryczne– stosowane do obliczeń złożonych układów palowych lub płytowo-

palowych obciążonych dowolnie układem sił pionowych, poziomych, momentami zginającymi

– przy posadowieniach w gruntach uwarstwionych

Obliczenia fundamentów palowych

Uwzględniając dotychczasowe praktyczne zastosowanie fundamentów palowych i różną skalę trudności w konkretnych realizacjach całych ustrojów, metody obliczeń podzielono następująco:• metody uproszczone: trapez naprężeń, metoda Culmanna, metoda

równowagi momentów• metoda sztywnego oczepu• metody analityczne tradycyjne: metoda Nökkentveda, Smorodyńskiego,

Antonowa-Mejersona, Schiela• metoda zmiennej sztywności podpór palowych• metoda uogólniona• metody numeryczne

Obliczenia fundamentów palowych

METODA KLASYCZNA – SZTYWNEGO OCZEPU

Obliczenia fundamentów palowych

• z obliczeń można otrzymać jedynie rozkład sił osiowych w palach, a momenty zginające otrzymuje się zerowe

• siły wewnętrzne w oczepie można wyznaczyć metodą pośrednią

• palowe fundamenty blokowe i stopowe pod słupy, niektóre filary mostowe, słupy energetyczne

• pomosty, pirsy, nabrzeża i inne konstrukcje portowe na palach

Obliczenia fundamentów palowych

Rozwiązanie metodą sztywnego oczepu płaskiego układu palowego

Obliczenia fundamentów palowych

Propozycja rozwiązania układu palowego trójwymiarowego poprzez rozłożenie na dwa układy płaskie

Obliczenia fundamentów palowych

Przykład bardzo nieracjonalnego rozkładu sił w palach otrzymanego z obliczeń metodą sztywnego oczepu

Obliczenia fundamentów palowych

METODY NUMERYCZNE• Metoda sprężystego oczepu na podporach sprężystych

jednakowe charakterystyki dla wszystkich podpór sprężystych, oszacowane w dość przybliżony sposób, np. na podstawie osiadania pala pojedynczego

• Z uwzględnieniem nierównomiernej sztywności osiowej pali

Obliczenia fundamentów palowych

Przyjęty do analizy przykładowy fundament palowy zbiornika stalowego

Obliczenia fundamentów palowych

• Metoda współpracy pali ze sprężysto-plastycznym ośrodkiem gruntowym

Obliczenia fundamentów palowych

• Uwzględnia współpracę pali ze sprężystym lub sprężysto-plastycznym ośrodkiem gruntowym

• W metodzie uogólnionej współpracę pala z ośrodkiem gruntowym wyraża się za pomocą układu podpór sprężystych gęsto rozstawionych wzdłuż pobocznicy pala i podpór sprężystych w podstawie

• Wzdłuż pobocznicy umieszcza się w węzłach podpory sprężyste prostopadłe do pobocznicy o sztywnościach kxi i styczne do pobocznicy o sztywnościach kti

• Rozstaw podpór zaleca się przyjmować 0,5m• Podpory prostopadłe wyrażają reakcję gruntu na przemieszczenia

poprzeczne pali, a podpory styczne – reakcję gruntu na przemieszczenia podłużne pali

• W podstawie pala umieszcza się podporę sprężystą osiową względem pala o sztywności Kp, prostopadłą o sztywności Kb i podporę na obrót Kr

Obliczenia fundamentów palowych

PRZYKŁADOWE OBLICZENIA PORÓWNAWCZEmetodą sztywnego oczepu, metodą sprężystego oczepu, metodą uogólnioną

Obliczenia fundamentów palowych

Wyniki obliczeń fundamentu palowego metodami klasycznymi:a) metodą sprężystego oczepub) metodą sztywnego oczepu

Obliczenia fundamentów palowych

Wyniki obliczeń fundamentu palowego metodą uogólnioną:a) ze sztywnymi połączeniami pali z oczepem

Obliczenia fundamentów palowych

b) z przegubowymi połączeniami pali z oczepem

Obliczenia fundamentów palowych

Wnioski:• znaczne różnice pomiędzy metodą uogólnioną, a metodami

klasycznymi• z metody uogólnionej uzyskano znacznie więcej informacji, a

ponadto najkorzystniejszy rozkład sił w palach (szczególnie mniejsze siły wciskające i wyciągające w palach ukośnych)

Należy pamiętać, że warunkiem uzyskania miarodajnych wyników, oprócz odpowiednio wymodelowanego schematu statycznego jest przyjęcie właściwie zbadanych parametrów geotechnicznych podłoża gruntowego.

Obliczenia fundamentów palowych

BILIOGRAFIA:1. Gwizdała. K. (2010). Fundamenty palowe. Technologie i obliczenia. PWN

Warszawa2. Kosecki, M. (1988). Statyka ustrojów palowych. Zasady obliczania metodą

uogólnioną. Biuletyn Nr 1/88 PZ1iTBO/Szczecin3. Krasiński, A. (2004). Obliczenia statyczne fundamentów palowych. Materiały

seminarium: ‚,Zagadnienia posadowień na fundamentach palowych”, Gdańsk

Obliczenia fundamentów palowych

Dziękuję za uwagę