Strony

poniedziałek, 14 listopada 2011

Fundamenty cz.1

Fundament... Po co mamy się tak przykładać do jego wykonania, skoro i tak zostanie zasypany. W końcu spoglądający zza płotu sąsiedzi, nie będą chwalić tego co jest pod ziemia. Ich uwagę przyciągnie nasz dom. Czy jest duży, czy mamy ładne okna i drzwi, czy nasz dach dobrze się prezentuje?

Zaciekawi ich nawet czy mamy zadbany plac przed domem. Wszystko będzie ciekawsze niż fundament schowany pod ziemią. Jednak, czy po paru latach, nadal będziemy tak błaho podchodzić do tematu, kiedy to w naszej piwnicy, a nie sąsiada, wraz z pojawiającą się odwilżą, zacznie stać woda. Kiedy na ścianach pojawią się pierwsze rysy, wskazujące na za słaby fundament. Otóż wcale tak stać się musi, pod warunkiem, że zapoznamy się z podstawowymi informacjami na ich temat.

Pierwsza rzeczą jaką musimy zrobić, planując kupno działki jest rozpoznanie terenu. Chodzi tu o zwykłą rozmowę z sąsiadami. Spytać się o poziom wody w studniach – czy w ostatnim czasie nie uległ zmianie. Czy na terenie naszej przyszłej działki przy wiosennych roztopach, czy po dużej ulewie nie zalega woda. Dowiedzieć się czy przypadkiem nie było tam kiedyś wysypiska śmieci, jeziorka czy nie przepływał tam nawet najmniejszy strumyk. Są to bardzo ważne informacje, gdyż znacząco wpływają na jakość warunków gruntowo – wodnych.
Warto również zwrócić się do firmy, która zajmuję się badaniem geotechnicznym gruntu. Jest to spory wydatek, jednak warto zainwestować te parę złoty, niż by się miało okazać, że działka która zakupiliśmy, zupełnie nie nadaje się do zabudowy.

Gdy warunki gruntowo – wodne są nam już znane, czas podjąć właściwą decyzje odnośnie posadowienia budynku.
Przy mało skomplikowanych warunkach gruntowych możemy stosować posadowienie bezpośrednie. Do najczęściej stosowanych należą ławy i stopy fundamentowe.
Ławy fundamentowe stosuje się pod głównie pod ścianami lub rzędami słupów najczęściej z żelbetu. Ławy wykonuje jako monolityczne. Ich przekrój poprzeczny jest najczęściej prostokątny, trapezowy bądź schodkowy. Szerokość ławy ma zazwyczaj do 1,20m i wysokość min. 0,30m.
Stopy fundamentowe stosuje się pod słupy, filary itp. Tu również zazwyczaj jako materiał konstrukcyjny stosowany jest żelbet, czasem cegła i kamień. Jeśli chodzi o kształt stopy, wszystko zależy od tego czy jest obciążona osiowo czy mimośrodowo. Jeśli osiowo, wykonujemy stopę kwadratową, gdy jednak obciążenie działa mimośrodowo – jest to kształt prostokąta wydłużonego w płaszczyźnie działania obciążenia.

Przy ustalaniu głębokości posadowienia musimy wziąć pod uwagę:
- poziom zwierciadła wody gruntowej
- rodzaj i głębokość gruntu
- głębokość posadowienia obiektów sąsiednich
- głębokość przemarzania właściwą dla rejonu w którym rozpoczynamy budowę.
Należy również pamiętać, że zagłębienie podstawy fundamentu do powierzchni terenu przyległego musi mieć min 0,5m, a w gruntach wysadzinowych i organicznych powinien znajdować się poniżej głębokości przemarzania Hz.
Nawet jeżeli poziom gruntowy jest niski, dobrze jest zrobić izolację poziomą. Podciąganie kapilarne rozłożone w czasie, może być gorsze od bezpośredniego naporu wody.

Niestety nie zawsze możemy posadowić bezpośrednio. Czasem istnieje konieczność pośredniego posadowienia budynku. Stosuje się wtedy pale, ściany szczelinowe bądź studnie, które przekazują obciążenie na głębiej położone warstwy podłoża gruntowego.
Pale przekazują obciążenie na podłoże przez tarcie na pobocznicy i docisk pod stopą pala. Najczęściej stosowane pale są betonowe lub żelbetowe. Ze względu na sposób wprowadzenia w grunt rozróżnia się pale wiercone, wkręcane, wbijane, wciskane lub wwibrowywane. Na palach opieramy fundamenty w postaci ław, stóp, płyt. Pod ławami rozmieszcza się je w dwóch rzędach, symetrycznie lub mijankowo. Pod stopami stosuje się min 3 pale.
Oprócz pali jako elementy pośredniego posadowienia stosuje się ściany szczelinowe. Podczas budowy pełnią role obudowy wykopu. Trzeba ją w trakcie realizacji wykopu i części podziemnej budynku odpowiednio rozpierać. 

Termomodernizacja cz.1



TERMOMODERNIZACJA - WSTĘP
Większość zasobów mieszkaniowych w naszym kraju to budownictwo z lat 60 i 70, kiedy to budownictwo wielorodzinne przeżywało rozkwit.  Jednak  budynki budowane kilkanaście lub kilkadziesiąt lat temu swoimi cechami technicznymi i użytkowymi a także swoim wyglądem nie odpowiadają już współczesnym wymaganiom.
Od kwietnia 1998 roku obowiązują zmienione warunki techniczne jakim powinny odpowiadać budynki. Między innymi zaostrzono wymagania dotyczące izolacyjności cieplnej ścian budynków- między innymi obniżono maksymalną wartość współczynnika przenikania ciepła dla ścian o budowie warstwowej do 0,30 (W/m2K). Okazało się, że znaczna część polskiego budownictwa mieszkaniowego nie spełnia tych nowych norm.
To wszystko, a także ciągle rosnące ceny energii, spowodowało, że zaczęto zadawać pytanie jak ten stan poprawić. Jak ograniczyć straty ciepła? Jak obniżyć energochłonność istniejących budynków?
Odpowiedź jest prosta… należy wykonać termomodernizację, czyli szereg prac jak: docieplenie ścian zewnętrznych, docieplenie stropów, remont instalacji ogrzewania itp. mających na celu zmniejszenie zapotrzebowania na energię cieplną budynku.
Analiza, jaką przeprowadziły instytucje badawcze na przykładzie około 200 budynków wielorodzinnych wybudowanych w latach 1952- 1992, upoważnia do stwierdzenia, że już samo docieplenie ścian zewnętrznych, które spowoduje obniżenie wartości współczynnika przenikania ciepła do poziomu 0,30 - 0,25 W/(m 2 K), może dać realne obniżenie zużycia energii nawet o 24%. Wykonując kompleksową termomodernizację budynku można osiągnąć jeszcze większe oszczędności.
Podjęcie tego tematu pozwoli przybliżyć problem termomodernizacji budynków istniejących oraz udowodnić, że poprawa zarówno ich wyglądu zewnętrznego jak i kondycji finansowej jest realna.

Budownictwo ziemne cz.3


Oddziaływania, które należy przyjąć w analizach geotechnicznych:
  • ciężar gruntu skały i wody
  • naprężenie pierwotne w gruncie in situ
  • ciśnienie wody wolnej
  • ciśnienie wody gruntowej
  • ciśnienie spływowe
  • obciążenia stałe i zmienne od sąsiednich konstrukcji
  • obciążenia naziomu
  • siły kotwienia lub sumowania
  • usunięcie obciążenia (odciążenia) lub wykonanie wykopu
  • obciążenie pojazdami
  • przemieszczenia spowodowane eksploatacją górniczą
  • pęcznienie i skurcz spowodowany przez rośliny, wpływy klimatu lub zmian wilgotności
  • przemieszczenia związane z degradacją, zmianami w składzie mineralnym, samo zagęszczaniem, rozpuszczaniem gruntu
  • przemieszczenia związane z pełzaniem lub osuwiskiem mas gruntu
  • przemieszczenia i przyspieszenia spowodowane trzęsieniami ziemi, wybuchami, wibracjami
  • obciążenia lodem
  • skutki działania temperatur
  • wstępne sprężanie wywoływane kotwami gruntowymi lub rozporami

Parametry w analizie geotechnicznej:

Wartość pomierzona  (Teoria, zależności empiryczne) => Wartość wyprowadzona =>Wartość charakterystyczna =>Wartość projektowa

  • wartości pomierzone- pomierzone w badaniach np.: wartość N z badań SP’, naprężenia i odkształcenia w badaniach trójosiowych
  • wartości wyprowadzone- wartość parametru gruntu określony na podstawie teorii, korelacji lub zależności empirycznych z wartości pomierzonych. Z wartości pomierzonych przechodzi się do parametrów geotechnicznych:
Wyniki badań polowych → poprzez korelacje → wartość parametru geotechnicznego (współczynnik w konkretnych metodach).
Przy sondowaniu statycznym powstają straty: opór stożka qc; opór tarcia gruntu i tulei; współczynnik tarcia.
Wartość wytrzymałości gruntu spoistych na ścinanie bez odpływu:


t  =  (qc  - svo ) / Nk

gdzie: Nk - empiryczny współczynnik stożka; svo- składowa pionowa naprężenia całkowitego, qc- opór stożka.
Koncepcja „ wartości wyprowadzanej”- jednorodna miarodajna strefa gruntu, dwa rodzaje badań polowych np.: 5 pomiarów sondą CPT i 5 pomiarów tensjometrem; 5 badań laboratoryjnych.
Wartość wytrzymałości na ścinanie bez odpływu, jednorodnego gruntu należy zastosować do określenia wartości charakterystycznych przyjmowanych w projekcie.
  • wartości charakterystyczne- są ostrożnym oszacowaniem wartości w zależności od stanu granicznego
  • wartości projektowane- występują w parametrach stosowanych w obliczeniach projektowych. Określa się je na podstawie wartości charakterystycznej przez zastosowanie współczynników częściowych lub bezpośrednich na podstawie oceny, z wartości wyprowadzonej.
Ogólnie: z wartości pomierzonej wyznacza się, na podstawie teorii i zależności empirycznych, wartości wyprowadzone, dalej z nich wartości charakterystyczne, aż w końcu uzyskuje się wartość projektową. Czyli wychodząc od wartości pomierzonej wyznacza się wartość projektową.

NASYPY- ich odwodnienie, uzdatnianie i wzmacnianie podłoża.
Postanowienia zawarte w tym rozdziale Eurokodu 7 mają zastosowanie tam, gdzie warunki gruntowe uzyskuje się przez: wbudowywanie gruntu; ulepszanie; odwodnienie; wykonanie konstrukcji z gruntu zbrojonego.
            Budowa nasypu- odpowiednimi materiałami do budowy nasypów są w zasadzie wszystkie grunty sypkie, mimo zróżnicowania pod względem uziarnienia oraz niektóre odpady przemysłowe, tj: skały wydobyte przy eksploatacji złóż oraz popioły elektrowniane. Niektóre wytwarzane materiały jak: kruszywa lekkie też nadają się do budowy nasypów. Można wykorzystywać również niektóre materiały spoiste, ale wymagają one zastosowania ostrożności.
Przy doborze materiału na nasyp należy uwzględnić jego następujące cechy:
  • uziarnienie
  • wytrzymałość okruchowa
  • zagęszczalność
  • spoistość
  • zawartość części organicznych
  • agresywność chemiczna
  • możliwość skażenia środowiska
  • rozpuszczalność
  • zdolność do zmian objętości (pęcznienie iłów, odkształcenie zapadowe)
  • odporność na wietrzenie
  • wpływ urabiania, transportu, układania
  • możliwość pojawienia się  scementowania po ułożeniu
Metoda obserwacyjna- zachowanie się gruntu z punktu widzenia geotechnicznego, często trudne jest do przewidzenia. Niekiedy właściwe jest zastosowanie podejścia znanego jako „ metoda obserwacyjna”, w którym projekt korygowany jest podczas budowy. Gdy stosuje się to podejście, przed rozpoczęciem budowy należy spełnić cztery wymagania:
  • należy ustalić plan obserwacyjny
  • należy ustalić granice dopuszczalnych zachowań
  • należy oszacować przedział możliwego zachowania się konstrukcji
Wartości charakterystyczne parametrów geotechnicznych określane są między innymi na podstawie zależności korelacyjnych.
Projektowanie geotechniczne obejmuje:
  • stan graniczny
  • kategorię geotechniczną
  • współczynniki częściowe
  • wartości charakterystyczne
wymaga prowadzenia badań zarówno polowych jak i laboratoryjnych do określenia wartości obliczeniowej (projektowej)

niedziela, 13 listopada 2011

Budownictwo ziemne cz.2


Roboty ziemne to roboty budowlane obejmujące odspajanie, przemieszczanie, układanie, zagęszczanie gruntów oraz ewentualne ulepszanie dodatkami (mineralnymi spoiwami) wraz z doraźnym i trwałym odwodnieniem.
            Konstrukcja to uporządkowany ustrój połączonych ze sobą elementów, zaprojektowany w celu zapewnienia odpowiedniej sztywności przestrzennej, z wyłączeniem nasypów budowanych podczas wykonywania robót ziemnych.
            Podłoże gruntowe to grunt rodzimy, antropogeniczny lub skała, istniejąca na miejscu budowy przed wykonaniem prac budowlanych w strefie, w której właściwości mają wpływ na projekt, wykonanie i eksploatację budowli.
            Materiał gruntowy to grunt naturalny lub antropogeniczny o właściwościach pozwalających zastosować go bezpośrednio lub po uzdatnieniu, do wykonania budowli ziemnej.
            Budowla ziemna to konstrukcja wykonana z materiału gruntowego lub w podłożu gruntowym, np.: nasyp drogowy, skarpa, wykop fundamentowy.
            Nasyp to warstwa lub specjalnie ukształtowana budowla ziemna z materiału gruntowego, powstała w wyniku działalności człowieka, np.: nasyp budowlany, wysypisko, zwałowisko, zasypka.
            Wykop to wyrobisko w gruncie, które zwykle jest otwarte.

            EUROKOD 7
            Doświadczenie porównywalne- udokumentowane lub jednoznacznie określone informacje, związane z podłożem gruntowym rozpatrywanym w projekcie, obejmujące te same rodzaje gruntów i skał, dla których spodziewane są podobne właściwości geotechniczne, dotyczące podobnych konstrukcji. Szczególnie cenne są informacje zebrane na miejscu.

Przy określaniu wymagań projektu geotechnicznego należy uwzględnić czynniki:
  • rodzaj i rozmiar konstrukcji i jej elementów, włączając w to wszelkie specjalne wymagania
  • warunki z uwzględnieniem otoczenia (sąsiednie konstrukcje, ruch, uzbrojenie, rośliny, zagrożenie chemikaliami)
  • warunki gruntowe
  • warunki wodne
  • regionalną sejsmikę
  • wpływ środowiska (wody powierzchniowe i podziemne, osiadanie terenu, sezonowe zmiany wilgotności)

Do ustalenia wymagań projektowych wprowadza się trzy Kategorie Geotechniczne:
1 Kategoria - obejmuje tylko małe, względnie proste konstrukcje, dla których można zagwarantować, że podstawowe wymagania będą spełnione na podstawie doświadczenia i jakościowych badań geotechnicznych; z pomijaniem ryzyka dla życia i mienia. Przykłady: ściany oporowe i rozparcia wykopów, gdy różnica poziomów gruntu nie przekracza 2m oraz małe wykopy dla prac drenażowych.
2 Kategoria – obejmuje konwencjonalne typy konstrukcji i fundamentów bez szczególnego ryzyka oraz wyjątkowo trudnych warunków gruntowych lub obciążeniowych. Konstrukcje tej kategorii wymagają ilościowych danych geotechnicznych i analizy dla sprawdzenia, że podstawowe wymagania zostaną spełnione, lecz można stosować rutynowe metody badań polowych i laboratoryjnych. Przykłady: ściany oporowe, konstrukcje oporowe utrzymujące grunt lub wodę; wykopy; filary i przyczółki mostowe; nasypy i budowle ziemne; kotwie gruntowe i inne systemy kotwiące.
3 Kategoria – obejmuje pozostałe konstrukcje lub część konstrukcji. Obejmuje bardzo duże lub niezwykłe konstrukcje, zawierające nadzwyczajne ryzyko oraz niezwykle trudne warunki gruntowe lub obciążeniowe. Obejmuje też konstrukcje na obszarach o wysokiej sejsmice.
            Dla każdej geotechnicznej sytuacji projektowej musi być dowiedzione, że nie zostanie przekroczony żaden stosowany stan graniczny (dwa stany graniczne: 1-nośność ; 2- użytkowalność- do sprawdzenia funkcjonalności konstrukcji w czasie eksploatacji). To wymaganie projektowe może być osiągnięte przez zastosowanie: obliczeń, danych wynikających z doświadczeń, modeli doświadczalnych i próbnych obciążeń, metody obserwacyjnej.
Program badań geotechnicznych, niezbędnych do opracowania dokumentacji geotechnicznej projektowanej budowli ziemnej powinien być przygotowany wspólnie z projektantem. Kategorię geotechniczną projektowanej budowli określa projektant na podstawie pozycji  geotechnika zamieszczonej w dokumentacji geotechnicznej. Inżynierska wiedza geotechniczna o warunkach w podłożu gruntowym zależy od zakresu i jakości badań geotechnicznych. Taka wiedza i kontrola jakości wykonywania ma większe znaczenie dla spełnienia podstawowych wymagań, niż dokładność modeli obliczeniowych.

Budownictwo ziemne cz.1

            W budownictwie ziemnym grunt traktowany jest jako materiał budowlany, z którego wykonywane są konstrukcje i budowle ziemne (nasypy) oraz jako ośrodek, w którym wykonywane są inne budowle (kanały).
            Celem budownictwa ziemnego jest zapoznanie się z projektowaniem, wykonawstwem oraz kontrolą budowli i konstrukcji ziemnych wchodzących w zakres inżynierii środowiska, z uwzględnieniem wymagań UE i wprowadzonych nowych materiałów i technologii robót ziemnych oraz badań kontrolnych jakości.
            Budownictwo ziemne jest działalnością inżynierską, uwzględniającą ochronę środowiska.
            Zasady budownictwa ziemnego zostały opracowane na podstawie długoletniej praktyki wykonywania nasypów i wykopów jako typowych konstrukcji inżynierskich. Błędy w projektowaniu i wykonawstwie wyjaśnione są cenny źródłem wiedzy.
            Grunt zbrojony- grunt służący do umocnienia budowli, np.: obwałowania.

Zasady projektowania geotechnicznego:
  • podstawą projektowania i oceny bezpieczeństwa budowli ziemnych są badania geotechniczne, których zakres i metody nie mogą być nigdy ograniczone względami ekonomicznymi
  • budownictwo ziemne jest działalnością inżynierską wykorzystującą w możliwie największym stopniu wiedzę z mechaniki gruntów i uwzględniający ochronę środowiska
  • zasady budownictwa ziemnego zostały opracowane na podstawie obszarowej długoletniej praktyki wykonywania nasypów i wykopów, jako typowych konstrukcji inżynierskich ( błędy w projektowaniu i wykonawstwie, odpowiednio wyjaśnione stanowią cenne źródło wiedzy)
  • młody inżynier powinien konsultować proponowane rozwiązania z doświadczeniem inżyniera.