Na tomto místě je také důležité zmínit se o předchozím příspěvku o modulu RF-/FOUNDATION Pro, který popisuje stanovení únosnosti při porušení zeminy podle EN 1997-1, přílohy D. V následujícím příspěvku se zaměříme na stanovení průměrných parametrů podloží při použití půdního profilu s různými půdními vrstvami.
Zohlednění hladiny spodní vody
Při zadávání půdního profilu v přídavném modulu RF-/FOUNDATION Pro je možné zohlednit hladinu spodní vody.
Jak je vidět na obrázku 1, byla definována hladina spodní vody 0,50 m nad horním okrajem základu.
V zásadě lze konstatovat, že zadání hladiny podzemní vody - v závislosti na nadmořské výšce - má vliv na všechna posouzení. Důvodem je, že podzemní voda je v parametrech podloží zohledněna jako "zatížení" (vztlak) na straně zatížení a na straně únosnosti.
V následujícím textu si na příkladu popíšeme posouzení únosnosti při porušení základové půdy a sesuvu s ohledem na vliv hladiny spodní vody. V tomto případě jsou v dialogu 1.1 přednastaveny "odvodněné podloží". To má vliv na vzorce pro stanovení únosnosti podloží a sesuvu.
mezní stav způsobený vztlakem
Posouzení bezpečnosti proti vztlaku se v modulu RF-/FOUNDATION Pro provádí pod označením „vztlak“. Vztlak základu v důsledku hydrostatické vztlakové síly vody je vlastně statickou analýzou rovnováhy z hlediska mezního stavu vztlaku UPL. Bezpečnosti proti vztlaku neukotvené konstrukce je dosaženo, pokud je splněna následující podmínka:
Gdst,k ∙ γG,dst + Qdst,rep ∙ γQ,dst ≤ Gstb,k ∙ γG,stb + Tk ∙ γG,stb
Při posouzení stability základu ve vztlaku se ověřuje, zda se přenášejí nebo kompenzují svislá zatížení vyvolaná vlastní tíhou základu. V přídavném modulu RF-/FOUNDATION Pro se svislá zatížení při vztlaku skládají z hydrostatického vztlaku základu ležícího pod hladinou spodní vody a z případných zvedacích zatížení.
SložkaTk popisuje přídavnou charakteristickou smykovou síluTk = ηz ∙ Eah,k ∙ tan δa, působící jako stabilizační účinek, jako třecí sílu přímo na nosnou stěnu (boční plochy základového bloku). Tk se v modulu RF-/FOUNDATION Pro konzervativně nepoužívá. Podle údajů v [1] a [2] se má posouzení stálých konstrukcí provést bez působení smykových sil.
Pokud se spodní okraj základu nachází pod úrovní spodní vody, je třeba pro posouzení vztlaku stanovit hydrostatickou vztlakovou sílu.
V přídavném modulu RF--/FOUNDATION Pro vyplývá výsledná svislá vztlaková síla z hydrostatické vztlakové síly a případně ze stávajících vztlakových zatížení na Vres, neg a lze ji najít v dialogu 2.2 v detailech posouzení mezního stavu vztlaku posouzení.
Poznámka k kalichovému základu: U kalichových základů se při výpočtu vztlakové síly zohledňuje skutečný objem kalicha. To znamená, že kladně působící složka tlaku vody na horním okraji základu se odpovídajícím způsobem redukuje okolo základní plochy rozměrů kalicha.
Při stanovení výsledné kladně působící svislé síly v základové spáře se nyní zohledňuje poloha hladiny spodní vody při aplikaci zemní vrstvy. To znamená, že vrstva zeminy nad horním okrajem základu musí být rozdělena s ohledem na nadmořskou výšku hladiny podzemní vody a kladné svislé zatížení se stanoví z tíhy zemní desky s účinnou tíhou, se zohledněním vztlak.
Pokud je základová deska o výšce 0,75 m přetížena a hladina spodní vody je 0,50 m nad horním okrajem základu, měla by být zemní deska rozdělena do dvou vrstev s různou hmotností. Vrstva ležící zcela v podzemní vodě se musí zohlednit s tíhou nasycené zeminy po odečtení vztlaku. Modul RF-/FOUNDATION Pro zobrazí ve výsledkové tabulce 2.2 podrobné hodnoty pro jednotlivé vrstvy zeminy.
V tomto případě (viz obr. 03) platí nad hladinou podzemní vody tíha γ = 20,00 kN/m³. Pro vrstvu zeminy v podzemní vodě se zohlední tíha nasycené zeminy γsat = 20,5 kN/m² mínus tíha spodní vody 10,00 kN/m³, z čehož plyne hustota tíhy γ' = 10,5 kN/m³. Pro stanovení návrhové hodnoty zatížení odnadnásypu se použije dílčí součinitel γ G,stb.
V tomto případě je třeba znovu zohlednit rozměry sloupů připojených sloupů, jako je tomu v případě kalichového základu při působení kladného tlaku vody. Posouzení stability proti vztlaku je splněno, pokud Vres,neg ≤ Vres,pos.
Posouzení bezpečnosti při porušení únosnosti zeminy
Zabezpečení proti porušení základu (GEO-2) je dosaženo, pokud je splněna podmínka Vd ≤ Rd. Je třeba zohlednit vliv spodní vody na straně zatížení i na straně únosnosti.
Podobně jako při posouzení vztlakové stability je třeba zohlednit také hustotu podloží vztlaku (zátěž pod vodou). Na rozdíl od posouzení vztlakové stability se návrhová hodnota zatížení od nadnásypu stanoví pro stálé nepříznivé účinky dílčím součinitelem spolehlivosti γG,sup. Návrhová hodnota od vztlaku se zohledňuje pomocí dílčího součinitele spolehlivosti γG,inf.
Únosnost při porušení zeminy se stanoví v modulu RF-/FOUNDATION Pro podle EN 1997-1, přílohy D. Charakteristickou hodnotu únosnosti při porušení zeminy lze vypočítat podle [1], přílohy D, rovnice (D.2):
Poznámka k rovnici (D.2) výše: Podle přílohy D normy [1] odpovídá parametr γ' „návrhové účinné tíhové hmotnosti podloží pod úrovní základu“.
Zaprvé se při stanovení účinného tlaku nadloží v úrovni základu zohledňuje účinná tíha γ'. Na druhé straně se účinná tíha γ' použije také pro zeminy pod úrovní základu, a použije se tak přímo pro stanovení odolnosti proti porušení podloží. Kromě toho má menší přitížení v důsledku použitého vztlaku také negativní vliv na stanovení excentricit ex a ey. Excentricity se zvětšují, a tím se zmenšuje neúčinnost pro výpočetní základnu A'.
Posouzení prokluzu
Bezpečnosti proti uklouznutí (GEO-2) je dosaženo, pokud je splněna podmínka Hd ≤ Rd + Rp,d.
V případě posouzení smykové únosnosti se hladina spodní vody zohledňuje pouze na straně únosnosti. Na straně působení se hladina podzemní vody nezohledňuje. Vodorovná síla Hd, pro kterou se má posuzovat únosnost základu, se skládá z podporových sil vypočítaných v programu RFEM nebo RSTAB. Výsledné Hd pokrývá všechna zatížení v základu, která jsou důležitá pro posouzení, včetně působících zemních sil. Na tomto místě je třeba zdůraznit, že aktivní tlak zeminy se v modulu RF-/FOUNDATION Pro automaticky nezohledňuje. Pokud se má při posouzení zohlednit vodorovná složka aktivního tlaku zeminy, je třeba ji zadat jako "dodatečné osamělé zatížení" v Px nebo Py v dialogu 1.4 Zatížení.
Při stanovení únosnosti se uvažuje hladina spodní vody pomocí účinné tíhy γ' a jako vlastní vztlakové zatížení. Účinná tíha γ' má vliv na výsledné svislé zatíženíGcov,d zemního pláště. Vztlak vyplývající z hladiny spodní vody nad patou základu se také použije jako nepříznivý účinek s dílčím součinitelem spolehlivosti γG,sup, čímž se redukuje výsledné příznivé svislé zatížení V'd pro únosnost proti smyku posouzení.
Pokud má být při výpočtu podle [1] přílohy C zohledněn příznivý pasivní tlak zeminy Rp,d, je třeba tuto možnost aktivovat v dialogu 1.1 v sekci "Nastavení pro posun". V takovém případě se pro stanovení únosnosti zeminy použije účinná tíha γ'.