ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4


 

ΦΕΡΟΥΣΑ ΙΚΑΝΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ - ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ
 

Φέρουσα ικανότητα εδάφους (Dunn et al., 1980, Budhu, 1999)

 

bullet

(Τελική) φέρουσα ικανότητα - q, ονομάζεται το φορτίο, ανά μονάδα επιφανείας εδάφους, που θα προκαλέσει θραύση του εδάφους θεμελίωσης.

bullet

Επιτρεπόμενη τάση - qs (φέρουσα ικανότητα ασφαλείας, qs=q/F), ονομάζεται το μέγιστο φορτίο, ανά μονάδα επιφανείας εδάφους, που εφαρμόζεται μέσω των πεδίλων θεμελίωσης, χωρίς να προκληθούν απαράδεκτες παραμορφώσεις, ρηγματώσεις ή και θραύση της ανωδομής.

bullet

Ωφέλιμο φορτίο, ονομάζεται το ολικό φορτίο που μπορεί να μεταφέρει το σύνολο της θεμελίωσης, χωρίς να προκληθούν καθιζήσεις.


 

Θραύση του εδάφους

Χαλαρά εδάφη:

 

-: ενεργή ώθηση (πίεση) του εδάφους

+: παθητική ώθηση (αντίσταση) του εδάφους

 

 

 

 

 

 

Συνεκτικά εδάφη (συνοχή - c):

Η γωνία μεταξύ σ1 και σn ισούται με β=45+φ/2

 

 

 Αντιπροσωπευτικοί συντελεστές ασφάλειας για αργίλους ανάλογα με τις διαστάσεις του θεμελίου

 

Γενική θραύση: Απότομη θραύση του εδάφους θεμελίωσης, λόγω φόρτισης μεγαλύτερης της διατμητικής αντοχής του.

Συνοδεύεται από απότομη βύθιση και στροφή του θεμελίου καθώς και από διόγκωση των επιφανειακών στρωμάτων (πυκνή άμμος, συμπαγής άργιλος).

 

Τοπική θραύση: Συνεχής βύθιση του θεμελίου και συμπύκνωση του εδάφους στην περιοχή κάτω από το θεμέλιο.

Δεν παρατηρείται διόγκωση στα γύρω εδάφη (χαλαρά - συμπιεστά εδάφη).

 

 

 


Φέρουσα ικανότητα εδάφους
  • Γενική θραύση:

  • Επίμηκες θεμέλιο: q=cNc+γDfNq+0.5γNγ

  • Τετράγωνο θεμέλιο: q=1.3cNc+γDfNq+0.4γBNγ

  • Κυκλικό θεμέλιο: q=1.3cNc+γDfNq+0.3γBNγ

    Τοπική θραύση:

  • αντί c τίθεται: c’=(2/3)c

  • αντί του tanφ τίθεται: tanφ’=(2/3)tanφ

  • αντί των Nc , Nq , Nγ τίθενται: Nc’ , Nq’ , Nγ

 

 


Επίδραση υπόγειου νερού στη φέρουσα ικανότητα του εδάφους

Θεμελίωση εντός του υδροφόρου στρώματος:

Επίμηκες θεμέλιο: q=cNc+γDfNqW+0.5γ’Nγ

Θεμελίωση επάνω από τον υδροφόρο ορίζοντα:

Επίμηκες θεμέλιο: q=cNc+γDfNq+0.5γNγW’

Ροή υπόγειου νερού με υδραυλική κλίση i:

Φαινόμενο βάρους εδάφους: γ’=(γ-γw) - iγw

 

 

 

 


Οριακό βάθος ανοικτής εκσκαφής

 

Aργιλικό έδαφος: Dc=Nc(Cu/γ)

nDc: Οριακό βάθος εκσκαφής

nNc: Συντελεστή φέρουσας ικανότητας που εξαρτάται από τις διαστάσεις της εκσκαφής

nCu: Αστράγγιστη διατμητική αντοχή του εδάφους

nγ: Φαινόμενο βάρος εδάφους

 

Συντελεστής ασφάλειας F=ΝcCu/[Dc(γ12)+p]

nγ12: Φαινόμενα βάρη (1) εδάφους και (2) υλικού πλήρωσης

np: επιφόρτιση επιφάνειας εδάφους γύρω από την εκσκαφή

 

Σε συνεκτικά εδάφη: Συντελεστή F για αποφυγή διόγκωσης πυθμένα: F=2Nγ21) Καtanφ

nΚα: Συντελεστής ενεργούς ώθησης

nφ: γωνία εσωτερικής τριβής


Συμπύκνωση του εδάφους
Τεχνητή αύξηση της πυκνότητας του εδάφους με μηχανικά μέσα

 

Με την συμπύκνωση επιτυγχάνεται:

Αύξηση της διατμητικής αντοχής και της φέρουσας ικανότητας του εδάφους

Μείωση της συμπιεστότητας και επομένως των προκαλούμενων καθιζήσεων του εδάφους, σε συνθήκες εξωτερικής φόρτισης

Μείωση της διαπερατότητας του εδάφους

Αύξηση της αντίστασης του εδάφους

 

Η συμπύκνωση του εδάφους εφαρμόζεται:

Για τη σταθεροποίηση του εδάφους για θεμελίωση τεχνικών έργων

Για τη δημιουργία ανθεκτικότερη εδαφικής επιφάνειας για περπάτημα και γενικότερη διαμόρφωση χώρου.

Για την ομογενοποίηση του εδάφους θεμελίωσης

Για τη δημιουργία στερεών εδαφικών επιχωμάτων, για την κατασκευή δρόμων κ.α.

Για την κατασκευή χωμάτινων φραγμάτων.

Για τη βελτίωση της φέρουσας ικανότητας και μείωση των ενδεχόμενων καθιζήσεων εδαφικών υλικών πλήρωσης εκσκαφών κ.α.

Για την αύξηση της παθητικής αντίστασης του εδάφους σε πλευρικές φορτίσεις.


 

Πυκνότητα - Βέλτιστη υγρασία

  • Ανάμιξη του εδάφους με υδράσβεστο αυξάνει τη βέλτιστη υγρασία του εδάφους κατά 2-5%, με αποτέλεσμα την ικανότητα συμπύκνωσης του σε συνθήκες μεγαλύτερης φυσικής υγρασίας.

  • Μη σβησμένη άσβεστος, σε σκόνη, αναμειγνυόμενη με το έδαφος απορροφά νερό σε ποσοστό 32% του βάρους του, λόγω εξώθερμης χημικής αντίδρασης Ca+H2O®Ca(OH)2 που προκαλεί συγχρόνως εξάτμιση του νερού

 

 

 

 

 

 

 


Βιβλιογραφία κεφαλαίου

  • Dunn, I. S., Anderson, L. R. & Kiefer, F. W. (1980). Fudamentals of geotechnical analysis. John Wiley & Sons, New York, 414p.
  • Terzaghi, K. (1943) Theoretical soil mechanics. John Wiley & Sons Publ., New York
  • Budhu, M. (1999). Soil Mechanics and Foundations. John Wiley & Sons Inc. New York, 585 p
 

Αρχική ΣελίδαΚεφάλαιο 1Κεφάλαιο 2Κεφάλαιο 3Κεφάλαιο 4Κεφάλαιο 5Κεφάλαιο 6Περιεχόμενα

Σχεδιασμός & Τεχνική Επιμέλεια: Σωτήρης Π. Σμπόρας