b. pag. 160-247

7/28/2019 B. Pag. 160-247

1/88

Fundatii speciale M IG

160

Partea III.

PROIECTAREA GEOTEHNICA A FUNDATIILOR DE ADANCIME PE PILOTI,COLOANE, BARETE

Notiuni generale

Pilotii, coloanele si baretele sunt elementele structurale care alcatuiesc fundatiile de adancime.

Dupa modul de transmitere a incarcarilor la terenul de fundare, fundatiile pe piloti, coloane si baretesunt fundatii INDIRECTE.

7/28/2019 B. Pag. 160-247

2/88


161

PILOTI COLOANE BARETE

Sectiune:

Patrata saucirculara,B

Sectiune:

Circulara,B

Sectiune:

Alungita,b si l

L /B 15 L /B 10 L /b 8

In general, in calcul, pilotii, coloanele si baretele se denumesc generic piloti.

7/28/2019 B. Pag. 160-247

3/88


162

Exemple de utilizare a fundatiilor pe pilotiFundatii pentru constructii pe pamant

2. Piloti de diametru mic; 3. Radier;4. Pamant compresibil

1. Pilot de diametru mare; 3. Radier; 4.Pamant compresibil; 5. Pamant practic

incompresibil

7/28/2019 B. Pag. 160-247

4/88


163

Fundatii pentru constructii pe apa

Fundatia pentru o pila de pod Fundatia pentru o platforma fixa de forajmarin

7/28/2019 B. Pag. 160-247

5/88


164

Fundatii pentru lucrari de sustinere

7/28/2019 B. Pag. 160-247

6/88


165

Clasificarea pilotilor

1.Dupa modul de transmitere a incarcarii axialePilotiFLOTANTI:

P = Pl + PvPilotiPURTATORI PE VARF (BAZA):

P = Pv

7/28/2019 B. Pag. 160-247

7/88

7/28/2019 B. Pag. 160-247

8/88


167

3.Dupa efectul asupra terenului de fundarePiloti de INDESARE Piloti de DISLOCUIRE

7/28/2019 B. Pag. 160-247

9/88


168

4.Dupa materialLemn;

Beton simplu;

Beton armat monolit;

Beton armat prefabricat;

Otel.

7/28/2019 B. Pag. 160-247

10/88


169

Clasificarea fundatiilor pe piloti

1.Pozitia radierului fata de nivelul terenului

Fundatii cu RADIER JOS (ingropat)

2.Piloti; 3. Radier 1.Piloti; 2. Radier

7/28/2019 B. Pag. 160-247

11/88


170

Fundatii cu RADIER INALT

1.Piloti; 2. Radier Structura metalica jacket

7/28/2019 B. Pag. 160-247

12/88


171

2.Actiuni predominante

DIRECTE (Piloti activi) INDIRECTE (Piloti pasivi)

Actiunile indirecte provin dinmicrile pmntului adiacent:

frecarea negativ

umflarea (ridicarea) terenului

deplasarea lateral a terenului,inclusiv aciunea de originecinematic ce rezult din deformareaterenului datorit propagrii undelorseismice.

Dup direcia solicitrii directe fa de axa longitudinal,piloii pot fi supui la: solicitri axiale de compresiune sau de smulgere; solicitri transversale; solicitri axiale i transversale aplicate simultan.

7/28/2019 B. Pag. 160-247

13/88


172

Etapele elaborarii proiectului

I.Date privitoare la condiiile amplasamentului

Pentru ntocmirea proiectului fundaiei pe piloi trebuie precizate urmtoarele date referitoare lacondiiile amplasamentului:

stratificaia terenului de fundare cu parametrii geotehnici respectivi; gradul de seismicitate stabilit conform normativ P 100-1:2013; nivelul stabil al apei de suprafa, cu asigurrile impuse de lucrrile specifice;

nivelul normal al apei subterane, precum i modificrile eventual previzibile ale acestuiapentru viitor;

agresivitatea apelor subterane i de suprafa (la fundaiile cu radier nalt); prezena organismelor care atac lemnul, n cazul fundaiilor de lemn;

adncimea probabil de afuiere (cnd este cazul).

n cazul n care piloii se execut n incinta unei construcii existente, poziia acestora sedefinitiveaz de comun acord cu beneficiarul.

7/28/2019 B. Pag. 160-247

14/88


173

II.Alegerea tipului de pilot

Alegerea tipului de pilot, inclusiv calitatea materialului pilotului i metoda de punere n opertrebuie sin seama de urmtoarele aspecte:

ncrcarea ce trebuie preluat de piloi; posibilitatea conservrii i verificrii integritii piloilor care sunt pui n oper;

tipul, alctuirea i deformaiile admisibile ale construciei proiectate;poziia radierului fa de suprafaa terenului; condiiile specifice amplasamentului: vecinti, instalaii subterane etc.; lungimea necesar a piloilor;

nivelul apelor subterane i variaia acestuia;

execuia n ap; utilaje de execuie avute la dispoziie; viteza de execuie; experiena local n privina comportrii construciilor similare fundate pe piloi de un

anumit tip.

7/28/2019 B. Pag. 160-247

15/88


174

CRITERII SPECIALE

Fundarea piloilor purttori pe vrf se adopt n cazul n care terenul de fundare cuprindestraturi practic incompresibile la o adncime accesibil tipului de pilot utilizat.

Utilizarea piloilor forai de diametru mare sau baretelor:

fundaia transmite terenului ncrcri transversale mari; baza piloilor sau baretelor ptrunde ntr-un strat practic incompresibil.

Nu se recomand utilizarea piloilor de ndesare (piloi prefabricai, piloi executai pe locprin batere, vibrare, vibropresare etc.) n cazul prezenei unor straturi argiloase saturate de

consisten ridicat, n care pot apare fenomene de ridicare a terenului la execuia piloilor, sau nzonele urbane unde vibraiile pot afecta construciile nvecinate.

7/28/2019 B. Pag. 160-247

16/88


175

III.Predimensionarea fundatiei pe piloti

III.1 Verificarea capacitatilor portante prinrealizarea incercarilor pe piloti

III.2 Determinarea prin calcul a capacitatilor portante ale pilotului izolat:

- capacitatea portanta axiala la compresiune- capacitatea portanta axiala la tractiune (smulgere)- capacitatea portanta transversala

IV.Alcatuirea fundatiei pe piloti

Determinarea numarului necesar de piloti

Dispunerea (pozitionarea) pilotilor in fundatie

Dimensionarea radierului pe pilotiV.Definitivarea proiectului calculul la stari limita

7/28/2019 B. Pag. 160-247

17/88


176

III.Predimensionarea fundatiei pe piloti

III.1Realizarea incercarilor pe piloti

ncercrile pe piloi se realizeaz n vederea stabilirii capacitiilor portante ale piloilor,pentru toate categoriile de construcii.

Piloii de prob supui ncercrilor n teren trebuie executai cu aceeai tehnologie i cu aceleaiutilaje avute n vedere n proiectul de execuie al fundaiilor pe piloi.

ncrcrile statice de prob se efectueaz n concordan cu NP 045:2000 Normativ privind

ncercarea n teren a piloilor de probi a piloilor din fundaii:

ncercarea piloilor de prob trebuie s se fac nainte de nceperea execuiei piloilordefinitivi din lucrare.

Numrul piloilor de proba este precizat in NP123: 2011.

7/28/2019 B. Pag. 160-247

18/88


177

Numrul total minim al piloilor de diametru mic, d < 600mm, ncercai la compresiuneeste:

Numrul piloilor conform proiectului 100 101500 5011000 10012000Numrul piloilor de prob ncercai 2 3 5 6

n cazul piloilor de diametru mare, d 600mm, numrul minim al piloilor de prob, nfuncie de numrul total al piloilor i de modul de solicitare n exploatare, este:

Numrul de

piloidin lucrare

Numr minim al piloilor de prob n funcie de modul de solicitare

Solicitare axial SolicitaretransversalCompresiune Smulgere

40 1 1 141100 2 2 2101200 3 2 2

201 3+ cte un pilot pentru fiecare sut de piloi nplus peste 2002 2

7/28/2019 B. Pag. 160-247

19/88


178

Incercari pe piloti NEINSTRUMENTATI

Incercare axiala de compresiune cu platforma ancorata

1. Pilot de proba

2. Piloti de ancoraj (4 piloti)

3. Platforma din grinzi metalice asezate in cruce

4. Tarusi pentru sustinerea cadrelor de referinta

5. Cadre de referinta

6. Presa hidraulica

7. Placa de repartitie a fortei

8. Microcomparatoare

7/28/2019 B. Pag. 160-247

20/88


179

7/28/2019 B. Pag. 160-247

21/88


180

7/28/2019 B. Pag. 160-247

22/88


181

Incercare axiala de compresiune cu platforma lestata

1. Pilot de proba

6. Presa hidraulica

9. Platforma lestata

10. Reazeme ale platormei

7/28/2019 B. Pag. 160-247

23/88


182

Incercare transversala cu 2 piloti solicitati simultan

1. Microcomparartoare

2. Presa hidraulica

3. Pilotii de proba

4. Cadre de referinta

5. Prelungitor

7/28/2019 B. Pag. 160-247

24/88


183

Modul de desfasurare a incercarii

- incarcarea se aplica in trepte de cca 1/15 1/10 din valoarea stabilita prin calcul- incarcarea se mentine constanta si se masoara deplasarea pilotului- se considera ca deplasarea s-a stabilizat atunci cand diferenta de deplasare pe durata a 45 de

minute

(4 citiri la fiecare15 minute) este mai mica de 0,01mm- se trece la treapta superioara de incarcare

Incercarea se opreste atunci cand:

- dupa 24 ore deplasarea nu se stabilizeaza

- deplasarea verticala totala devine mai mare decat 0,1B (soliciatare axiala)- deplasarea laterala totala devine egala cu 25mm (solicitare transversala)

Se defineste ca incarcare masurata, Rc,m, forta totala anterioara fortei la care incercarea s-a oprit.

7/28/2019 B. Pag. 160-247

25/88


184

Reprezentarea rezultatelor obtinute - Incercare axiala de compresiune

Tasarea, s, in functie de timp, t;

Incarcarea, P, in functie de timp,t;Tasarea, s, in functie de incarcarea, P.

Incercarile pe piloti NEINSTRUMENTATI permit doar determinarea deplasarilor la parteasuperioara (capul) pilotului.

7/28/2019 B. Pag. 160-247

26/88


185

Incercari pe piloti INSTRUMENTATI

In functie de tipul de incercare, axiala sau transversala, pilotii de proba se instrumenteaza, petoata lungimea, cu reperi mecanici de tasare, inclinometre, marci electrorezistive, celule depresiune etc.

Incercarile pe piloti INSTRUMENTATI permit determinarea deplasarilor / deformatiilor petoata lungimea pilotului.

Prin prelucrarea masuratorilor efectuate in timpul incercarii, se obtin curbele de transfer aleincarcarii la teren care permit calculul pilotilor in interactiune cu terenul prin metode exacte.

7/28/2019 B. Pag. 160-247

27/88


186

Exemplu de incercare efectuata pe o bareta instrumentata cu reperi mecanicide tasare

7/28/2019 B. Pag. 160-247

28/88


187

Procesul de transmitere prin frecare a ncrcrii axiale de la baret la teren poart numele detransfer de ncrcare.

n vederea determinrii transferului de ncrcare este necesar cunoaterea distribuieideformaiei n adncime n corpul baretei. n acest scop bareta se instrumenteaz cu reperi

mecanici plasai la diferite cote de observaie.Un reper mecanic este alctuit dintr-o tij metalic sudat de o plac de baz. Tija este protejatfa de betonul din corpul baretei printr-o eav rezemat pe placa de baz prin intermediul uneigarnituri de cauciuc. Pentru a evita frecarea ntre tija-reper i eava de protecie, se prevd din

loc n loc distaniere inelare din cauciuc.Reperii mecanici se solidarizeaz de carcasa de armtur a baretei, la interiorul acesteia i suntcobori odat cu carcasa n traneea forat, nainte de betonare. Prin betonare, plcile de bazse nglobeaz n corpul baretei reprezentnd reperi ai tasrii baretei la cota la care au fostintroduse.La fiecare tija-reper se monteaz un microcomparator pentru nregistrarea deplasrii relativentre cota z i cota capului baretei.

F d ii i l M IG

7/28/2019 B. Pag. 160-247

29/88


188

Prelucrarea rezultatelor

Deformaiile absolute (tasarile) sn lungul corpului baretei

Pentru o anumit treapt de ncrcare, deformaia si a corpului baretei la adncimea zi la careeste cobort reperul mecanic i se determin cu relaia:

ii css += 0 unde:so tasarea capului baretei sub o treapt de ncrcareci citirea pe microcomparatorul ataat reperului i la aceeai treapt de ncrcare

Deformaiile si, nregistrate la diferite adncimi pentru una i aceeai treapt de ncrcare, sereprezint la scar, raportndu-se fa de axul vertical al baretei.

Se construiete grafic curba de variaie cu adncimea a tasarilor n lungul baretei.

F d tii i l M IG

7/28/2019 B. Pag. 160-247

30/88


189


7/28/2019 B. Pag. 160-247

31/88


190

Deformaiile specifice n lungul corpului baretei

Deformaia specifici la cota zi se calculeaz cu relaia:

11

11

+

+

= ii

ii

i zz

ss

unde:si-1 deformaia corpului baretei la adncimea zi-1si+1 deformaia corpului baretei la adncimea zi+1z

i+1-

z

i-1distana dintre reperii cobori la adncimile z

i-1i z

i+1:

Pe baza valorilor i, calculate, se construiete curba de variaie cu adncimeaa deformaiei specifice.


7/28/2019 B. Pag. 160-247

32/88


191

Fora axial Pin lungul corpului baretei

Fora axial Pi la adncimea zi se calculeaz cu expresia:

ibi AEP = unde:

E modulul de deformaie al betonului din corpul bareteiAb aria seciunii transversale a bareteii deformaia specific la cota zi:

Pe baza valorilor Pi calculate se construiete curba de variaie cu adncimea a forei axiale P.

ObservaieEste indicat ca cel mai scurt reper s fie plasat suficient de aproape de suprafaa terenului astfels se poat practica, nainte de nceperea ncrcrii, un an de jur mprejurul baretei pn laadncimea acestui reper. n acest fel, pe zona cuprins ntre capul baretei i cota primului reper,

frecarea pe suprafaa lateral lipsete, iar ncrcarea axial se transmite integral prin baret.


7/28/2019 B. Pag. 160-247

33/88


192

Valoarea modulului de elasticitate, E, a betonului din corpul baretei

bAss

zPE

=

)( 10

10

unde:Po ncrcarea axial aplicat pe capul baretei

z1 adncimea primului repers0 tasarea capului bareteis1 deformaia baretei la adncimea z1

n lipsa valorilor E determinate experimental, modulul de deformaie se calcula:

)1(b

ab

E

EEE +=

unde:

Eb modulul de deformaie al betonuluiEa modulul de deformaie al armturii procentul de armare

Eb, Ea se obin din prescripiile n vigoare pentru calculul elementelor de beton i beton armat n

funcie de marca betonului i tipul armturii.


7/28/2019 B. Pag. 160-247

34/88


193

Efortul tangenial mobilizat pe suprafaa lateral

Efortul tangenial i mobilizat pe suprafaa lateral a baretei la adncimea zi se calculeaz cuexpresia:

Uzz

PP

ii

iii

=

+

+

)( 1

1

unde:Pi, Pi+1 forele axiale la adncimile zi, respectiv zi+1zi+1 - zi distana dintre reperii de la adncimile zii zi+1U perimetrul baretei

Pe baza valorilor i calculate se construiete graficul de variaie cu adncimea a efortuluitangenial mobilizat pe suprafaa lateral.

Calculele prezentate se repet n succesiunea artat pentru fiecare treapt de ncrcare,

obinndu-se astfel elementele pentru interpretrile datelor experimentale.


7/28/2019 B. Pag. 160-247

35/88


194

Determinarea curbei de transfer

La adncimea zi, se reprezint valoriletasarilor, si, si valorile efortului tangenial,i, pentru diferite valori ale ncrcrii P0.

Se obine astfel curba de transfer.

Comparndu-se valoarea maxim, max,cu valoarea rezistenei la forfecare apmntului la aceeai adncime, f,zi,

obinut prin ncercri de laborator saupe teren,se obine valoarea coeficientului dereducere, zi:

zif,

max

=zi


7/28/2019 B. Pag. 160-247

36/88

p

195

Determinarea diagramelor de variaie a forei axiale transmis prin suprafaa bazei, Pv

i forei axiale transmis prin frecare pe suprafaa lateral, Plat

Fora Pv la baza baretei corespunztoare diferitelor trepte de ncrcare P0 se calculeaz:

Pv = E Abv

Scznd Pv din P0 se obine Plat care reprezint cota-parte din fora total P0 preluat prin frecarepe suprafaa lateral.

n sistemul de coordonate (s, P) se construiesc curbele (s, P0), (s, Pv) i (s, Plat).


7/28/2019 B. Pag. 160-247

37/88

p

196


7/28/2019 B. Pag. 160-247

38/88

197

500

1500

2500

3500

4500

5500

6500

7500

8500

9500

10500

11500

10 15 20 25 30 35 40 45

Tasare, s (mm)

P,

Plat,

Pv(kN)

Pv - s

Plat - s

P -s


7/28/2019 B. Pag. 160-247

39/88

198

III.2Determinarea prin calcul a capacitatilor portante ale pilotului izolat

Capacitatea portant axiala la compresiune

Valoarea de calcul a capacitatii portante la compresiune,Rc;d,

se determina in functie de valoarea caracteristic a capacitii portante ultime la compresiune,Rc;k.

Valoarea caracteristica se obtine:

- pe baza rezultatelor incercarilor pe pilotii de proba

- prin metode de calcul prescriptive

- prin metode de calcul exacte


7/28/2019 B. Pag. 160-247

40/88

199

Capacitatea portant stabilit pe baza rezultatelor incercarilor pe pilotii de proba

Valoarea caracteristic

Rc;k = Min {(Rc;m)med/1 ;(Rc;m)min/2 }

Rc;k valoarea caracteristic a capacitii portante ultime la compresiune,Rc

Rc;m valoarea msurat a luiRc n una sau mai multe ncrcri de prob pe piloi

(Rc;m)med valoarea medie a luiRc,m

(Rc;m)min valoarea minim a luiRc,m

1, 2 coeficienti de corelare in functie de numarul pilotilor de proba


7/28/2019 B. Pag. 160-247

41/88

200

Valoarea de calcul

Rc;d = (Rc;k)/ t

Rc;d valoarea de calcul a luiRct coeficient parial pentru rezistena total a unui pilot de proba

sau

Rc;d = (Rb;k)/ b + (Rs;k)/ s

Rc;d valoarea de calcul a luiRcRb;k valoarea caracteristic a rezistenei pe baz a pilotuluiRs;k valoarea caracteristic a rezistenei de frecare pe suprafaa lateral a unui pilot

b coeficient parial pentru rezistena pe baz a unui pilot

s coeficient parial pentru rezistena prin frecare pe suprafaa lateral a unui pilot


7/28/2019 B. Pag. 160-247

42/88

201

Capacitatea portant stabilit prin calcul (metode prescriptive)

1. Piloi purttori pe vrf


Rb;k =Ab qb;k

Rb;k valoarea caracteristic a rezistenei pe baz a pilotuluiAb suprafaa bazei pilotului:qb;k valoarea caracteristic a presiunii pe baz:

- pentru piloii de ndesare care reazem cu vrful pe roc stncoas sau semistncoas,sau pe straturi necoezive macrogranulare (blocuri, bolovni): qb;k = 20 000 kPa;- pentru piloii de ndesare care reazem cu vrful ntr-un strat de pietri, conform tabel;- pentru piloii de dislocuire care reazem cu baza n straturi necoezivemacrogranulare (blocuri, bolovni, pietri) conform calculului pentru pilotii flotanti


7/28/2019 B. Pag. 160-247

43/88

202

Valoarea de calcul

Rc;d = Rb;d = Rb;k/ b

Rc;d valoarea de calcul a luiRcRb;d valoarea de calcul a rezistenei pe baz a pilotului

b coeficient parial pentru rezistena pe baz a pilotului: b = 1,42.Piloi flotani

Valoarea caracteristic a rezistenei pe baz

Rb;k =Ab qb;k

Rb;k valoarea caracteristic a rezistenei pe baz a pilotuluiAb suprafaa bazei pilotuluiqb;k valoarea caracteristic a presiunii pe baz


7/28/2019 B. Pag. 160-247

44/88

203

Valoarea caracteristic a rezistenei de frecare pe suprafaa lateral

Rs;k =As;i qs;i;k = Uqs;i;k li

Rs;k valoarea caracteristic a rezistenei de frecare pe suprafaa lateral a unui pilotAs;i suprafaa lateral a pilotului n stratul iU perimetrul seciunii transversale a pilotuluili lungimea pilotului n contact cu stratul iqs;i;k valoarea caracteristic a rezistenei de frecare lateral n stratul i

Valoarea de calcul

Relatia generala:

Rc;d = Rb;d +Rs;d = Rb;k/ b +Rs;k/ s

Rc;d valoarea de calcul a luiRcRb;d valoarea de calcul a rezistenei pe baz a pilotului

b coeficient parial pentru rezistena pe baz a pilotuluiRs;d valoarea de calcul a rezistenei de frecare pe suprafaa lateral a pilotului

s coeficient parial pentru rezistena prin frecare pe suprafaa lateral a pilotului


7/28/2019 B. Pag. 160-247

45/88

204

Piloi prefabricai

Rc,d = Rb,d + Rs,d=Rb,k/ b;1 +Rs,k/ s;1

b;1, s;1 coeficienti pariali de rezisten (n tabele)qb;k valoarea caracteristic a presiunii pe baz (n tabele)

qs;i;k valoarea caracteristic a rezistenei de frecare lateral n stratul i (n tabele)Modul de introducere a pilotului prefabricat n teren

b1 s1 Piloi introdui prin batere 1,0 1,0Piloi introdui prin batere cu subsplare n pmnturi nisipoase, cu condiia baterii

pe ultimul metru fr subsplare

1,0 1,6

Piloi introdui prin vibrare n pmnturi:

nisipoase saturate de ndesare mediemijlocii si mari 0,8 1,0fine 0,9 1,0prfoase 1,0 1,0

argiloase cu indicele de consisten 0,5 1 1,0 1,0


7/28/2019 B. Pag. 160-247

46/88

205

Adncimea

denfigere

Pmnturi necoezive Pmnturi coezive

Pietri

NisipuriNisipprfos

Ic

mari medii fine 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4

(m) qb;k (kPa)3 7500 6500 2900 1800 1200 7000 4000 3000 2000 1200 1000 600

4 8300 6600 3000 1900 1250 8300 5100 3800 2500 1600 1200 700......30 14200 9400 5500 3700 1900 14200 9400 7400 5500 3700 1900 1300

35 15000 10000 6000 4000 2000 15000 10000 8000 6000 4000 2000 1400

Adncimea

mediea

stratului Pmnturi necoezive

Pmnturi coeziveIc

marisi

mediifine prfoase 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3

(m) qs;k (kPa)1 35 23 15 35 23 15 12 5 2...30 93 66 47 93 66 47 34 20 -

35100 70 50 100 71 50 36 22 -


7/28/2019 B. Pag. 160-247

47/88

206

Piloi executai pe loc

Relatia generala:

Rc,d= Rb,d+ Rs,d= Rb,k/ b;2 +Rs,k/ s;2

b;2

,s;2

coeficienti pariali de siguran (n tabele pentru piloti executati pe loc)

Piloi executai pe loc prin batere (de indesare)

qs;i;k valoarea caracteristic a rezistenei de frecare lateral n stratul i(n tabelele pentru pilotii prefabricati)

qb;k valoarea caracteristic a presiunii pe baz(n tabelele pentru pilotii prefabricati)

Piloi executai pe loc prin forare (de dislocuire)

qs;i;k valoarea caracteristic a rezistenei de frecare lateral n stratul i(n tabelele pentru pilotii prefabricati)

qb;k valoarea caracteristic a presiunii pe baz se determina prin calcul


7/28/2019 B. Pag. 160-247

48/88

207

Tehnologiade betonarea pilotului

Tipul pmntului dela baza pilotului

Modul de execuie apilotului

Tipul pmntuluidin jurul pilotului

coeziv necoeziv coeziv necoeziv

b2 s2

Betonare n uscat, inclusivpentru pilot forat cu burghiucontinuu (CFA)

1,20 1,20

Cu tubaj introdus prinbatere i beton

compactat prin batere

1,20 1,20

Cu tubaj introdus prinvibrare i betoncompactat prin vibrare

1,70 1,20

Betonare sub ap Forat n uscat i

netubat, cu tubajrecuperabil i cuburghiu continuu(CFA)

1,90 1,70- cu injecie la baz 1,30 1,20- fr injecie la baz 1,45 1,30

Betonare sub noroi Forat cu tubaj

nerecuperabil

1,90 1,50

- cu injecie la baz 1,45 1,30 Forat sub noroi 2,40 1,90- fr injecie la baz 1,90 1,50


7/28/2019 B. Pag. 160-247

49/88

208

Calculul valorii caracteristice a presiunii pe baz, qb;k, pentru pilotii de dislocuire

Piloicu baza pe pmnturi coezive

qb k, = Nc cu;d +d;1 D

Nc factor de capacitate portant,Nc = 9cu;d valoarea de calcul a coeziunii nedrenated;1 media ponderat, prin grosimile straturilor, a valorilor de calcul ale

greutilor volumice ale straturilor strbtute de pilotD fia real a pilotului (adncimea la care se gsete baza pilotului, msurat

de la nivelul terenului natural)


7/28/2019 B. Pag. 160-247

50/88

209

Piloi cu baza pe pmnturi necoezive

qb k, = ( ddbN + d;1DcNq )

coeficient determinat n funcie de gradul de ndesareID al pmntului de la baza pilotului (ntabele)

d valoarea de calcul a greutii volumice a pmntului de sub baza pilotuluid;1 media ponderat a valorilor de calcul ale greutilor volumice ale straturilor strbtute de pilot

db diametrul pilotului la nivelul bazei (db = B pentru piloti fara evazare la baza)N,Nq factori de capacitate portant determinai n funcie de valoarea de calcul a unghiului de

frecare interioar, d, al stratului de la baza pilotului (n tabele)

Dc fia de calcul a pilotului:

Dc =db dacDdbsauDc =D dacD

7/28/2019 B. Pag. 160-247

51/88

210

Efectul de grup

Efectul de grup apare in cazul pilotilor care alcatuiesc fundatia de adancime si se manifesta prinreducerea capacitatii portante axiale la compresiune.Reducerea capacitatii portante este cu atat mai mare cu cat distanta dintre piloti este mai mica.Efectul de grup nu se manifesta in cazul pilotilor purttori pe vrfi piloii flotani de ndesareavnd fia integral cuprins n pmnturi necoezive.

1. Pilot; 2. Radier; 3. Stratcompresibil; 4. Stratincompresibil; 5. Zona deinfluenta

Piloti flotanti Zona de influenta Concentrareaeforturilor in planul

bazei pilotilor


7/28/2019 B. Pag. 160-247

52/88

211

Rc; = muRc;d

Rc;d valoarea de calcul corespunzatoarepilotului izolatmu coeficient de utilizare in grup

mu = 1 pentru piloii purttori pe vrf i piloii flotani de ndesare avnd fiaintegral cuprins n pmnturi necoezive

mu = f (r/r0 )

r/r0 2 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8mu 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,70 0,60

r distana minim (lumina) ntre 2 piloi vecinir0 raza de influen a pilotului izolat n planul bazei:r0 = li tgi

li grosimea stratului i prin care trece pilotuli = (d/4)


7/28/2019 B. Pag. 160-247

53/88

212

Capacitatea portant axiala la traciune (Rezistenta la tractiune)

Valoarea de calcul a capacitatii portante la compresiune,Rt;d,se determina in functie de valoarea caracteristic a capacitii portante ultime la compresiune,Rt;k.






R i l i bili b l l i il il ii d b

7/28/2019 B. Pag. 160-247

54/88

213

Rezistena la traciune stabilit pe baza rezultatelor incercarilor pe pilotii de proba


Rt;k = Min {(Rt;m)med/1 ;(Rt;m)min/2 }

Rt;k valoarea caracteristic a luiRt

Rt;m valoarea msurat a luiRt n una sau mai multe ncrcri de prob pe piloi

(Rt;m)med valoarea medie a luiRt,m

(Rt;m)min valoarea minim a luiRt,m

1,2 coeficienti de corelare in functie de numarul pilotilor de proba

Valoarea de calcul

Rt;d =Rt;k/ s;t

Rt;d valoarea de calcul a luiRts;t coeficient parial pentru rezistenta totala a unui pilot de proba


R i t l t i t bilit i l l ( t d i ti )

7/28/2019 B. Pag. 160-247

55/88

214

Rezistena la traciune stabilit prin calcul (metode prescriptive)

Piloi prefabricai

RU q l

t d

s k i

m s

i

,

,=

1

s;1 coeficient partial de siguranta (in tabele)

m coeficient parial unic: m = 2,4

Piloi executai pe loc

RU q l

t d

s k i

m s

i

,

,=

2

s;2 coeficient partial de siguranta (in tabele)m coeficient parial unic: m = 2,4


C it t t t t l (R i t t t l)

7/28/2019 B. Pag. 160-247

56/88

215

Capacitatea portant transversala (Rezistenta transversal)

Valoarea de calcul a capacitatii portante la compresiune,Rtr;d,

se determina in functie de valoarea caracteristic a capacitii portante ultime la compresiune,Rtr;k.






Rezistena la ncrcare transversal stabilit pe baza rezultatelor incercarilor pe pilotii de

7/28/2019 B. Pag. 160-247

57/88

216

Rezistena la ncrcare transversalstabilit pe baza rezultatelor incercarilor pe pilotii deproba

RR

tr d

tr k

tr

,

,=

Rtr,k valoarea caracteristic a ncrcrii transversale, stabilit cu luarea n considerare afactorului de corelare dat in tabel n funcie de numrul ncrcrilor de prob

tr coeficient parial unic: tr = 2


Rezistena la ncrcare transversal stabilit prin calcul (metoda prescriptiva)

7/28/2019 B. Pag. 160-247

58/88

217

Rezistena la ncrcare transversal stabilit prin calcul (metoda prescriptiva)


Ipoteze de calcul

- Pilotul se asimileaza cu o consola

incastrata in pamant, avand o lungimeconventionala, l0

- Lungimea conventionala deincastrare, l0, corespunde adancimii

pentru care momentul incovoietor arevaloarea maxima- Incarcarea transversala ultima (de

cedare) se defineste ca fiind fortapentru care momentul incovoietor

devine egal cu momentul capabil alsectiunii de beton armat al pilotului


2M

7/28/2019 B. Pag. 160-247

59/88

218

Rtr,k =2

0

M

l

cap

n cazul pilotului considerat ncastrat n radier

sau

Rtr,k =M

l

cap

0 n cazul pilotului considerat articulat n radier

l0 lungimea convenional de ncastrare; valorile l0sunt date n tabelMcap momentul ncovoietor capabil al seciunii pilotului, determinat conform

reglementrilor tehnice specifice privind calculul elementelor de beton armat


Barete n funcie de direcia forei

7/28/2019 B. Pag. 160-247

60/88

219

Tipul pmntului Piloi

Barete, n funcie de direcia foreiorizontale

Paralelcu latura mare, l

Paralelcu latura mic, b

l0Nisipuri cu ID 0,35 ipmnturi coezive cu I

C 0,5

4d 2,50l 4b

Nisipuri cu ID = 0,36 0,65 i pmnturicoezive cu IC = 0,51 0,75

3d 1,75l 3b

Nisipuri, nisipuri cu pietri cu ID 0.66 ipmnturi coezive cu IC = 0,76 1,00

2d 1,25l 2b

Pmnturi coezive cu IC>1,00 1,5d 1,00l 1,5b

Valoarea de calcul

Rtr,d=

Rtr k

tr

,

tr coeficient parial unic: tr = 2


Rezistena la ncrcare transversal stabilit prin calcul pe baza rezultatelor ncercrilor

7/28/2019 B. Pag. 160-247

61/88

220

Rezistena la ncrcare transversal stabilit prin calcul pe baza rezultatelor ncercrilor

asupra terenului i a parametrilor de rezisten ai pilotului

Calculul rezistenei la ncrcare transversal a unui pilot lung, svelt poate fi efectuat folosindteoria unei grinzi ncrcat la o extremitate i rezemat pe un mediu deformabil, caracterizatprintr-un modul al reaciunii laterale (TEORIA GRINZILOR PE MEDIU WINKLER).

Pentru calculul deformaiilor i eforturilor n lungul unui pilot izolat, definit ntr-un sistemde axe (a) supus la ncrcri transversale (for tietoare, moment ncovoietor)terenul de fundare se asimileaz cu un mediu discret (de tip Winkler) alctuit dinresoarte independente (b).

Caracteristica de deformabilitate a resoartelor supuse la presiuni orizontale poart denumirea decoeficient al reaciunii laterale Es .Datorit variaiei importante pe vertical a naturii i striiterenului, se recomand s se considere coeficientul Es variabil cu adncimea: Es=Es(z).

Un pilot acionat transversal sufer deformaia y=y(z), n urma creia se mobilizeaz din partea

terenului presiunea reactiv )z(pp rr = .


7/28/2019 B. Pag. 160-247

62/88

221


Se exprima conditia de echilibru:

7/28/2019 B. Pag. 160-247

63/88

222

p

0pdz

yd)EI( r44

p =+

unde:

rp presiunea reactiv

yEp sr = (EI) rigiditatea la ncovoiere a seciunii pilotului.

Pentru rezolvarea ecuaiei pot fi adoptate urmatoarele ipoteze de calcul:

1) Ipoteza mediului linear-elastic si coeficient al reaciunii laterale variabil linear cuadncimea: Es=Es(z)

(kPa)zKbE cs =

unde:K coeficient de proporionalitate, K, care se determin pentru straturile de pmnt

aflate pn la o adncime lk :lk = 3l0 Dunde:


l0 lungimea activa

7/28/2019 B. Pag. 160-247

64/88

223

gD fia pilotului sau baretei, n metri

bc limea de calcul, n metri, se determin astfel:1. Pentru piloibc = d(1+tgfmed)2. Pentru barete, cnd ncrcarea lateral se aplic perpendicular pe latura mare aseciunii transversale, lbc = l+2b tgfmedunde: b- latura mic a seciunii transversale a bareteifmed unghiul de frecare intern n termeni de eforturi efective; valoarea fmed se

calculeaz ca medie ponderat (prin tgf) pentru straturile de pmnt aflate

pn la adncimea lk3. Pentru barete, cnd ncrcarea lateral se aplic perpendicular pe latura mic aseciunii transversale, b, valoarea bc se determin grafic.

7/28/2019 B. Pag. 160-247

65/88


Se verific condiia:

7/28/2019 B. Pag. 160-247

66/88

225

1. bc dt(piloi, cazul 1)

2. bc l t(barete, cazul 2)3. bc b t(barete, cazul 3)unde:t distana liber minim (lumina) dintre 2 elemente (piloi sau barete)

vecine, corespunzatoare direciei pe care s-a calculat bc, n metri

OBSERVATIEDac n limitele grosimii lk se ntlnesc mai multe straturi caracterizate prin coeficieni deproporionalitate Ki diferii (cu peste 50%) fa de media ponderat linear cu grosimile, iargrosimea fiecrui strat hi este cel puin egal cu limea de calcul a pilotului bc , se evalueaz

un coeficient echivalent, K, cu relaia:

21 1

)2(

k

n

i

n

ij

jiii

l

hhhK

K

= +=

+

=


Coeficientul de proporionalitate K4

7/28/2019 B. Pag. 160-247

67/88

226

Tipul pmntului kN/m4

piloi prefabricai piloi executai pe locArgile i argile prfoase avnd Ic0.25 6502500 5002000Argile i argile prfoase avnd 0.25

7/28/2019 B. Pag. 160-247

68/88

227

Calculul deformaiilor i eforturilor n ipoteza terenului linear elastic se face cu relaiile:

)D/z(B)EI(

M)D/z(A

)EI(

P)z(y y

p

2

yp

3 +

=

)D/z(B)EI(

M)D/z(A

)EI(

P)z(

pp

2

+

=

)D/z(MB)D/z(AP)z( mm +=

)D/z(BM

)D/z(PA)z(T tt

+=

unde:y(z) deplasarea n seciunea pilotului de la adncimea z(z) rotirea n seciunea pilotului de la adncimea zM(z) momentul ncovoietor n seciunea pilotului de la adncimea zT(z) fora tietoare n seciunea pilotului de la adncimea zAy(z/D), By(z/D), A(z/D)Bt(z/D) sunt coeficieni de influen funcie de adncimea

relativ z/D si fia redus = /Dzmax

5

h

p

m

)EI(=

unde: mh = Es / z


2)Ipoteza terenului nelinear, cu coeficient al reaciunii laterale dependent de niveluld li it i di t ib i d i E E ( )

7/28/2019 B. Pag. 160-247

69/88

228

de solicitare i cu o distribuie oarecare pe adncime Es=Es(z,y).

Metoda curbelor p-yCurba p-y, la o cot curent z, se compune, de regul, din urmtoarele poriuni:


Poriunea OA, hiperbol, se determin cu relaia:1

7/28/2019 B. Pag. 160-247

70/88

229

d0 p

y

K

1

p

y

+=

valabil pentru p pdi y dunde:

pd presiunea ultim de calcul coeficient de siguran, determinat cu relaia:

)dzK/(p1

1

id =

coeficient ce depinde de tipul pmntului i al ncrcriiK0 panta iniial care se ia astfel:

zd

bKK c0 = la pmnturi necoezive

25.0c

d0 )(d

pK = la pmnturi coezive


coeficient ce depinde de tipul pmntului i al ncrcrii

7/28/2019 B. Pag. 160-247

71/88

230


c deformaia axial determinat prin ncercarea la compresiune triaxial,corespunztoare la 50 % din deviatorul de rupere; n lipsa datelorexperimentale se pot adopta valori date in tabele

Poriunea AB, liniar, caracteristic pmnturilor ce pot suferi degradri structurale la

diferite tipuri de solicitri (argile supraconsolidate, nisipuri afnate saturate solicitate ciclicetc.).

Poriunea liniar orizontal, dup caz, AD sau BC.


Presiunea pd(pd) reprezint rezistena reziduali se determin prin ncercri de laborator.

7/28/2019 B. Pag. 160-247

72/88

231

Calculul presiunii ultime pentru pmnturi coezive

n mod aproximativ, pentru argile se poate aprecia deplasarea necesar mobilizrii rezisteneireziduale cu relaia:

y = d


Parametrul Tipul ncrcrii

Tipul pmntului coeziv

Normal consolidat Supraconsolidat

Static

1020c80c

305c8c

Ciclic10

7.5c20c

302.5c5c


upd cNp =

7/28/2019 B. Pag. 160-247

73/88

232

unde:cu coeziunea nedrenat de calcul;

Np coeficient care variaz linear cu adncimea; se determin astfel:

- n cazul solicitrilor statice:

crp z

z71N +=

- n cazul solicitrilor ciclice:

crp z

z8N =

zcr=10d

la pmnturi normal consolidate sau uor supraconsolidate

zcr=5d la pmnturi supraconsolidate


Calculul presiunii ultime pentru pmnturi necoezive

7/28/2019 B. Pag. 160-247

74/88

233

Cazul aciunii statice'0'

'

ds psin1

sin14p

+=

unde: unghiul de frecare interioar efectivp0 presiunea vertical efectiv la cota z

Cazul actiunii ciclice

'

0'

'

dc

psin1

sin13p

+=

pentru adncimi z 2d

'0

'

'

ds psin1

sin1

d2

z3p

+=

pentru adncimi z > 2d.


Metoda iterativa pentrucalculul deformaiilor i eforturilor n ipoteza terenului neliniar

7/28/2019 B. Pag. 160-247

75/88

234

a) Se determin curbele p-y la diferite adncimi, acordnd prioritate zonei superioare astratificaiei pe o adncime de aprox. 5d, n care d este diametrul pilotului sau laturaseciunii transversale perpendicular pe direcia planului de aciune a ncrcriitransversale;se estimeaz o prim valoare pentru modulul mh;

b) Cu valoarea estimat se calculeaz translaiile y(z);c) Pe baza datelor din curbele p-y i cu valorile translaiilor y(z) se determin coeficienii

reaciunii laterale secani Es(z);d) Se reprezint valorile Es funcie de adncimea z i se construiete dreapta medie prin

aceste puncte, trecnd prin origine;

e) Panta acestei drepte reprezint noua valoare a coeficientului m*h.f) Se compar:

tolerantamm h*h

- dac comparaia este pozitiv, calculul se oprete, ultimele rezultate fiind admise ca

valabile;- dac comparaia este negativ, se reia calculul de la pct. c cu o alt valoare pentru mh;- tolerana se accept n limitele 0.02 mh0.05 mh.


7/28/2019 B. Pag. 160-247

76/88

235

a) b)


IV. Alcatuirea fundatiei pe piloti

7/28/2019 B. Pag. 160-247

77/88

236

Determinarea numarului necesar de piloti

Cazul incarcarii axiale de calcul, N, aplicata centric pe fundatie

np = (N /Rc;d) + 1...2

Cazul incarcarii axiale de calcul, N, aplicata excentric pe fundatie

np = (1,3N /Rc;d ) + 1...2

Dispunerea (pozitionarea) pilotilor in fundatie

Distana minim ntre axele piloilor, msurat n teren, este de:

s 3B n cazul piloilor de ndesare

s 2B +0,03L n cazul piloilor de dislocuire (valoare minim recomandat)

B diametrul sau latura mic a seciunii pilotuluiL fia real a pilotului


Repartizarea piloilor sub radierul fundaiei se face, dupa caz, n rnduri paralele, radial, nah sau n funcie de modul de conformare a structurii de rezisten a construciei, pe baza

7/28/2019 B. Pag. 160-247

78/88

237

p

valorilor solicitrilor preluate de piloi.Fundatii izolate sub stalpi

Fundatii continue sub pereti portanti Fundatii generale


Dimensionarea radierului pe piloti

7/28/2019 B. Pag. 160-247

79/88

238

Din punct de vedere constructiv, radierul pe piloti se alcatuieste in mod asemanator cu fundatiade suprafata careia i se substituie (fundatie izolata, continua sau radier general).

Adncimea de fundare a radierului se stabilete n raport cu :

existena subsolurilor i instalaiilor subterane; condiiile geologice i hidrogeologice ale amplasamentului (nivelul apelor subterane ivariaia acestuia n timpul construciei i al exploatrii acesteia etc.); posibilitatea de umflare prin nghe a pmnturilor etc.

Inaltimea radierului se determina din calcul.

De regula, inaltimea radierului trebuie sa fie cel putin egala cu latura sau diametrul pilotilor, B.Calculul eforturilor sectionale (M, T) se face tinand cont de ncrcrile de la suprastructurireaciunile din piloi (axiale si transversale), corespunzatoare gruparilor de actiuni cele maidefavorabile.

Armarea radierului se face cu respectarea normelor specifice elementelor de beton armat.Clasa betonului trebuie s fie minim C12/15 si va fi corelat cu clasa de beton din piloi.

Distana ntre faa exterioar a piloilor marginali i extremitatea radierului trebuie s fie de celpuin 25 cm.


Lungimea prii piloilor cuprins n radierul de beton armat se determin n funcie de tipul desolicitare i de tipul i diametrul armturii longitudinale din corpul pilotului (nu se include n

7/28/2019 B. Pag. 160-247

80/88

239

grosimea radierului stratul de beton de egalizare).n cazul fundaiilor pe piloi supui lasolicitri axiale de compresiune i la foreorizontale care pot fi preluate de piloiiconsiderai articulai n radier, piloii trebuies ptrund n radier cu capetele intacte pe olungime de 5 cm, iar armturilelongitudinale ale piloilor s se nglobeze nradier pe minimum 25 cm.n cazul fundaiilor pe piloi supui lasolicitri axiale de smulgere sau la foreorizontale mari, care impun preluareaacestora prin piloi considerai ncastrai nradier, piloii trebuie s ptrund n radier cucapetele intacte pe o lungime de cel puin 10cm, iar armturile longitudinale ale piloilortrebuie s se nglobeze n radier pe olungime determinat prin calculul.

Articulaie1. Pilot; 2. Armatura;3. Radier; 4. Betonde

egalizare

Incastrarea 10cm;b lungimea armturile

longitudinale ale piloilor


V. Calculul fundatiei pe piloti la stari limita

7/28/2019 B. Pag. 160-247

81/88

240

Calculul reaciunilor in piloi - Metode simplificate de calcul

Nu se tine cont de interactiunea (conlucrarea) dintre radier piloti teren de fundare

Ipotezele de calcul

- radierul este infinit rigid- pilotii sunt bare rigide- incarcarile transmise de radier la piloti sunt preluate integral de piloti (se neglijeaza

transmiterea incarcarilor la teren prin baza radierului)- calculul solicitarilor se face independent pentru incarcarile axiale, respectiv transversale (seadmite suprapunerea de efecte)


Calculul reactiunilor axiale

7/28/2019 B. Pag. 160-247

82/88

241

Cazul incarcarii verticale de calcul,N, aplicata centric pe fundatie

Smed =N/ np

Toti pilotii se incarca cu o forta axiala de

compresiune egala cu Smed.


Cazul incarcarii verticale de calcul,N, aplicata excentric pe fundatie

7/28/2019 B. Pag. 160-247

83/88

242

Excentricitatile fortei N sunt ex si ey fata de centrul degreutate al radierului.

Prin reducerea fortei Nin centrul de greutate al radierului seobtin incarcarile transmise la baza radierului:

N;Mx = N ey;My = N ex

Reactiunile axiale in piloti, Si, (compresiune sau tractiune)depind de pozitia pilotului, i, in fundatie.

2 2

y ix ii

i i

M xM yN

A n A y A x =

2 2

2 2

x ox i i

y oy i i

I n I A y A y

I n I A x A x

= +

= +

2 2

y ix ii i

i i

M xM yNS A

n y x

= =


Calculul reactiunilor transversale

7/28/2019 B. Pag. 160-247

84/88

243

Str=H/ np

Toti pilotii se incarca cu o forta transversalaegala cu Str.


Verificarile la starea limita ultima - SLU

7/28/2019 B. Pag. 160-247

85/88

244

Relaia general de verificare este:

Si;dRd

Si;d valoarea de calcul a reactiunii n pilotul i corespunztoare strii limit ultimeRd valoarea de calcul a capacitatii portante corespunzatoare

Solicitarea axiala Solicitarea

transversalaCompresiune: Sc;i;d 0 Tractiune: St;i;d< 0Sc;i;dRc;d

sau

Sc;i;dRc;g

St;i;dRt;d Str;d Rtr;d


Verificarea la starea limita de exploatare SLE (pentru structura suportat de piloi)

7/28/2019 B. Pag. 160-247

86/88

245

Trebuie evaluat deplasarea vertical (tasarea) fundaiei pe piloii flotanti pentru condiiilestrilor limit ale exploatrii normale i comparat cu valoarea tasrii acceptabile:

ssacc

s deplasarea vertical (tasarea) fundaiei pe piloi estimat/ calculatsacc deplasarea vertical (tasarea) acceptabil pentru structura suportat de piloi


7/28/2019 B. Pag. 160-247

87/88

246

n cazul fundaiei cu piloi verticali, fundaiaconvenional se consider c are talpa orizontal lanivelul bazei piloilor i dimensiunile n plan egale cu:

n cazul fundaiei cu piloinclinai fundaia convenionalare dimensiunile n plan Li B

egale cu lungimea, respectivlimea conturuluiexterior algrupului de piloi, msurate nplanul bazei piloilor.

0'

0'

r2BBr2LL

+=+=

r0 raza de influen a pilotului


7/28/2019 B. Pag. 160-247

88/88

247

Limita zonei active se consider la nivelul stratului elementar la care ncepe s se

ndeplineasc condiia: gzizi 1.0

b. pag. 160-247

Documents