 Περιεχόμενα |  Προηγούμενο |  Επόμενο |
|
1. Κανονισμοί - Γενικές θεωρήσεις
Οι προτεινόμενες μεθοδολογίες θεμελίωσης της γεωτεχνικής μελέτης θα ακολουθούν τις αρχές των κανονισμών DIN, βελτιωμένες με νεότερες θεωρήσεις ή άλλες ισοδύναμες μεθόδους για εξειδικευμένα θεμέλια. Ως γενικές θεωρήσεις των γεωτεχνικών μελετών θα λαμβάνονται οι ακόλουθες:
α) Οι προτεινόμενες θεμελιώσεις θα ελέγχονται, τόσο για άμεση φόρτιση όσο και για μακροπρόθεσμες συνθήκες. Οι παράμετροι που μετρώνται σε σχέση με τις ενεργές τάσεις θα χρησιμοποιηθούν για τις μακροπρόθεσμες συνθήκες και ολικών τάσεων (ανάλογα και με τον τύπο του εδάφους) για βραχυχρόνιες συνθήκες φόρτισης.
β) Ως Ασφαλής Φέρουσα Τάση, ορίζεται η Οριακή Φέρουσα Ικανότητα διαιρούμενη με ένα συντελεστή ασφαλείας ίσο με 3. Αν οι εκτιμήσεις καθιζήσεων δείξουν ότι η παραδοχή αυτή είναι συντηρητική, τότε ο συντελεστής ασφαλείας μπορεί να μειωθεί στο 2,5.
Η παραπάνω τιμή θα ελέγχεται επίσης ως προς την συμβατότητά της με τις υπολογιζόμενες μακροπρόθεσμες καθιζήσεις, έτσι ώστε από την συναξιολόγηση των κριτηρίων φέρουσας ικανότητας και καθιζήσεων να προκύπτει η Επιτρεπόμενη Φέρουσα Τάση.
γ) Οι άμεσες και μακροπρόθεσμες καθιζήσεις θα αξιολογούνται για όλα τα στοιχεία θεμελίωσης των τεχνικών έργων. Οι αποδεκτές καθιζήσεις και διαφορικές καθιζήσεις θα καθορίζονται γενικά από τον στατικό μελετητή ανάλογα με το είδος και τα στοιχεία του φορέα και θα χρησιμοποιούνται ως δεδομένα στη γεωτεχνική μελέτη πρότασης θεμελίωσης.
δ) Όλες οι θεμελιώσεις θα πρέπει να αποδειχθεί ότι διαθέτουν αποδεκτή Ασφαλή Φέρουσα Τάση και Επιτρεπόμενη Φέρουσα Τάση
ε) Τα εδάφη για τα οποία, από τις ταχείες αστράγγιστες εργαστηριακές δοκιμές, προκύπτει ότι έχουν γωνία τριβής φU αρκετά μεγαλύτερη του μηδενός (π.χ. μεγαλύτερη από 7 μοίρες), θα πρέπει να θεωρούνται ως ακόρεστα. Η τιμή CU που θα εφαρμόζεται στους υπολογισμούς φέρουσας ικανότητας θα καθορίζεται από εργαστηριακές δοκιμές στην κατάλληλη τιμή ορθής τάσης, και η τιμή φU δεν θα χρησιμοποιηθεί στους υπολογισμούς
στ) Όπου οι φορτίσεις και η καθίζηση των επιχωμάτων πρόσβασης θα προκαλέσουν πρόσθετη καθίζηση στις θεμελιώσεις των ακροβάθρων, πρόσθετα οριζόντια φορτία και αρνητική τριβή στους πασσάλους, θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη στους υπολογισμούς της μελέτης οι φάσεις κατασκευής επιχωμάτων - γέφυρας. Σε τέτοιες περιπτώσεις, και όταν αυτό είναι αποδεκτό σε σχέση με το πρόγραμμα κατασκευής, τα επιχώματα θα πρέπει να κατασκευάζονται πριν τις θεμελιώσεις της γέφυρας αφήνοντας ένα διάστημα στερεοποίησης για να ελαχιστοποιηθούν τα παραπάνω φαινόμενα. Οι καθιζήσεις των θεμελίων της γέφυρας είναι πιο κρίσιμες μετά την κατασκευή του φορέα της γέφυρας και, επομένως, η κατασκευή θα πρέπει να καθυστερήσει όσο είναι δυνατόν, ώστε να ελαχιστοποιηθεί η διαφορική καθίζηση ανάμεσα στα ακρόβαθρα και τα παρακείμενα βάθρα. Μπορεί, επίσης, να είναι απαραίτητο να επιταχυνθεί η καθίζηση στερεοποίησης της θεμελίωσης του επιχώματος.
ζ) Όταν μία θεμελίωση βρίσκεται πάνω σε πρανές, η επίδραση που θα έχει το πρανές θα πρέπει να ληφθεί υπόψη στην αξιολόγηση της ασφαλούς φέρουσας τάσης της θεμελίωσης. Η γενική ευστάθεια του πρανούς και της θεμελίωσης υπό την επίδραση φορτίων θα πρέπει να αναλυθεί με συμβατικές κυκλικές και μη-κυκλικές μεθόδους, όπως προβλέπεται, με προβλεπόμενο ανώτατη στάθμη υπόγειου ορίζοντα πεντηκονταετίας. Για τη γενική ευστάθεια απαιτείται συντελεστής ασφάλειας τουλάχιστον 1.4.
η) Σε περίπτωση εδάφους θεμελίωσης που αποτελείται από χαλαρά κοκκώδη κορεσμένα υλικά θα γίνεται έλεγχος σε ρευστοποίηση σύμφωνα με τον Ευρωκώδικα 8: Μέρος 5 και Ελληνικό Αντισεισμικό Κανονισμό 2000. Επιπλέον, θα υπολογίζεται το δυναμικό της ρευστοποίησης (π.χ. Iwasaki at al., 1982) έτσι ώστε να ποσοτικοποιείται η σοβαρότητα του κινδύνου ρευστοποίησης και να εκτιμάται η αναγκαιότητα σχεδιασμού κατάλληλων μέτρων.
θ) Όλες οι προτεινόμενες μεθοδολογίες μελέτης θεμελίωσης τεχνικών έργων μπορούν να βασίζονται σε επί τόπου δοκιμές εδαφομηχανικής και βραχομηχανικής ή σε συνδυασμό αυτών με κατάλληλες εργαστηριακές δοκιμές. Οι κυριότερες επί τόπου δοκιμές που επιτρέπουν διαστασιολόγηση θεμελιώσεων είναι ενδεικτικά (και όχι περιοριστικά) οι ακόλουθες:
| • | Δοκιμές Τυποποιημένης Διείσδυσης (SPT). Ως μέγιστη τιμή Ν για κοκκώδη εδάφη θα λαμβάνεται η τιμή 50 και για βραχώδη η τιμή 100. |
| • | Δοκιμαστική φόρτιση εδαφών με πλάκα. |
| • | Δοκιμαστική φόρτιση πασσάλου ή ομάδας πασσάλων. |
| • | Δοκιμή πενετρομέτρου. |
| • | Δοκιμή πρεσσιομέτρου ή ντιλατομέτρου. |
| • | Δοκιμή πτερυγίου. |
Η κατά περίπτωση ακολουθούμενη μεθοδολογία αναφέρεται στις αντίστοιχες διεθνείς βιβλιογραφικές αναφορές. Ο αριθμός και η συχνότητα των απαιτούμενων δοκιμών αναφέρεται στο κεφάλαιο 3 Γεωτεχνική έρευνα και αξιολόγηση.
2. Πλευρικά φορτία στα Τεχνικά Έργα
Όπου η χάραξη περνά από περιοχές ασταθών εδαφών σε κεκλιμένες επιφάνειες, υπάρχει η πιθανότητα μετακίνησης του εδάφους και εφαρμογής πλευρικών ωθήσεων στα τεχνικά έργα μεγαλύτερων από τις ενεργές ή τις σε ηρεμία.
Στις περιπτώσεις αυτές, ο γεωτεχνικός μελετητής (εδαφομηχανικός), σε στενή συνεργασία με τον στατικό μελετητή, θα καθορίσουν ποια προσέγγιση θα ακολουθηθεί:
α) Σταθεροποίηση του εδάφους για την πρόληψη πιέσεων που προκαλούνται από τη μετακίνηση του εδάφους. Στην περίπτωση αυτή οι πιέσεις επί του τεχνικού έργου μπορούν να ληφθούν από το DIN 4085.
β) Απομόνωση της κατασκευής από το τμήμα του εδάφους στο οποίο αναμένεται να εκδηλωθεί η μετακίνηση εδάφους, με τη δημιουργία κενού γύρω από την κατασκευή. Στη περίπτωση αυτή το κενό θα μελετηθεί έτσι ώστε να μετακινείται με το έδαφος . Οι πιέσεις στην κατασκευή που διαμορφώνει το κενό μπορεί να ληφθούν από τον κανονισμό DIN 4085.
γ) Μελέτη της κατασκευής κατά τρόπον ώστε να συγκρατεί το έδαφος και να φέρει τα προκύπτοντα φορτία. Στην περίπτωση αυτή μπορεί να προκύψουν πολύ μεγάλα φορτία και να απαιτηθούν ειδικές τεχνικές μελέτης.
Η περίπτωση α μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με τις περιπτώσεις β και γ για να προσδώσουν πρόσθετη ασφάλεια στη μελέτη.
3. Επιφανειακές θεμελιώσεις
Κατά τη γεωτεχνική μελέτη η πρόταση εφαρμογής επιφανειακών θεμελιώσεων θα πρέπει να συνοδεύεται από τους ελέγχους φέρουσας ικανότητας του υπεδάφους, αναμενόμενων άμεσων και χρόνιων καθιζήσεων (ολικών και διαφορικών) παράλληλα με τον εκτιμώμενο χρόνο εξέλιξής τους, ρευστοποίησης υπό ειδικές συνθήκες φόρτισης και καθορισμού των παραμέτρων που απαιτούνται από την στατική μελέτη θεμελίωσης του τεχνικού έργου, όπως του μέτρου ελαστικότητας, των ωθήσεων γαιών τόσο βραχυχρόνια όσο και μακροχρόνια καθώς και την σεισμική επικινδυνότητα του εδάφους θεμελίωσης. Εάν προτείνεται βελτίωση εδάφους θα πρέπει να περιλαμβάνονται και λεπτομέρειες της μελέτης.
4. Βαθιές θεμελιώσεις
Κατά τη γεωτεχνική μελέτη η πρόταση εφαρμογής βαθιών θεμελιώσεων θα τεκμηριώνεται κατ' αρχήν με την απόρριψη (για λόγους τεχνικούς, οικονομικούς, κατασκευαστικούς ή άλλους) της μεθόδου εφαρμογής επιφανειακών θεμελιώσεων στο υπό έλεγχο έργο. Στους τεχνικούς λόγους περιλαμβάνεται μη εκπλήρωση των απαιτήσεων φέρουσας ικανότητας, καθιζήσεων, ρευστοποίησης ή άλλων. Η πρόταση εφαρμογής βαθιών θεμελιώσεων θα πρέπει να συνοδεύεται από το είδος των πασσάλων, εκτίμηση του οριακού κατακόρυφου φορτίου μεμονωμένου πασσάλου και ομάδας πασσάλων, του μέτρου ελαστικότητας και της κατανομής του, των πιθανών αρνητικών πλευρικών τριβών, του οριακού φορτίου εφελκυσμού μεμονωμένου και ομάδας πασσάλων καθώς και τη σεισμική επικινδυνότητα της στρώσης έδρασης των αιχμών των πασσάλων. Ο Μελετητής θα καθορίσει επίσης τον αριθμό των πασσάλων που θα δοκιμασθούν και τις διαδικασίες που θα υιοθετηθούν.
Αντίστοιχα, η γεωτεχνική και γεωστατική διαστασιολόγηση βαθιών θεμελιώσεων με φρεατοθεμέλια αποτελεί επίσης ιδιαίτερο αντικείμενο γεωτεχνικής μελέτης παράλληλα με τη στατική μελέτη της ανωδομής και του στοιχείου θεμελίωσης και είναι σε άμεση συνάρτηση με τη μεθοδολογία που διατίθεται για την κατασκευή τους, τα μηχανικά μέσα και μηχανήματα που μπορεί να χρησιμοποιήσει ο κατασκευαστής, τις επιφανειακές συνθήκες καθώς και τον διαθέσιμο χώρο που υπάρχουν.
Ο γεωτεχνικός σχεδιασμός και η γεωστατική διαστασιολόγηση φρεατοθεμελίων θα πρέπει να περιλαμβάνει σε συνδυασμό με την εφαρμοζόμενη μεθοδολογία κατασκευής, τους ελέγχους της φέρουσας ικανότητας του υπεδάφους στην αιχμή του στοιχείου θεμελίωσης, της διατμητικής αντοχής και των τριβών που μπορούν να αναπτυχθούν στην περίμετρό του, καθώς και την αντοχή του σε οριζόντιες δράσεις και ροπές έτσι ώστε να προκαλούνται ανεκτές μετακινήσεις. Πρόσθετα επίσης στοιχεία της γεωτεχνικής μελέτης φρεατοθεμελίων είναι οι γεωτεχνικοί έλεγχοι που αφορούν την εντατική και παραμορφωσιακή κατάσταση του περιβάλλοντος εδάφους, την εκτίμηση των αναμενόμενων υποχωρήσεων, καθώς και τους ελέγχους ευστάθειας, των τοιχωμάτων κατά την εκσκαφή και πριν τη σκυροδέτηση. Τέλος απαραίτητος θεωρείται ο γεωτεχνικός έλεγχος του φυσικού πρανούς στην περιοχή που το στοιχείο θεμελίωσης κατασκευάζεται σε μικρή απόσταση από αυτό και φαινομένων αποκόλλησης σφήνας θραύσης (block failure) από την συγκέντρωση υψηλών πιέσεων στο υπέδαφος.
5. Ειδικές θεμελιώσεις
Πάσσαλοι μικρής διαμέτρου
Με τον όρο πάσσαλοι μικρής διαμέτρου νοούνται μικροί, προδιατρημένοι ενεσοπάσσαλοι (ριζοπάσσαλοι, μικροπάσσαλοι) τελικής διαμέτρου 15 - 28 cm, έγχυτοι ή σύνθετοι, με οπλισμό από χάλυβα και ελικοειδείς συνδετήρες ή κατάλληλου τύπου σιδηροδοκό.
Κατά την γεωτεχνική μελέτη θα πρέπει να προσδιορίζεται η οριακή φέρουσα ικανότητα έναντι θλίψεως και εφελκυσμού και η αντίστοιχη λειτουργίας με την εφαρμογή των παρακάτω συντελεστών ασφαλείας που προβλέπεται για τις αντίστοιχες περιπτώσεις φόρτισης 1 - 2 - 3 του DIN 1054 και είναι:
F = 2,0 Περίπτωση φόρτισης 1
F = 1,75 Περίπτωση φόρτισης 2
F = 1,30 Περίπτωση φόρτισης 3 (κατά Ε39/99)
Ως πιθανή μέθοδος αναφέρεται η προβλεπομένη στο DIN 4128 και 1054 όπως και άλλες δόκιμες μέθοδοι. Η επιτρεπόμενη φόρτιση πασσάλου μπορεί επίσης να καθορίζεται με βάση δοκιμαστικές φορτίσεις που θα εκτελούνται σύμφωνα με τον Κανονισμό 1054 - Παράρτημα 5.8, Νοέμβριος 1976, σε ποσοστό τουλάχιστον 3% του πλήθους των πασσάλων.
Ιδιαίτερη προσοχή θα πρέπει να δίδεται κατά την επιλογή της διαμέτρου των ριζοπασσάλων έτσι ώστε να εξασφαλίζεται πάντοτε η απαιτούμενη επικάλυψη του χρησιμοποιούμενου οπλισμού σε σχέση με την δραστικότητα του περιβάλλοντος εδάφους. Οι ελάχιστες επικαλύψεις καλύπτονται από τον Πίνακα 1 του DIN 4128.