Analiza posadowienia budynku na gruntach słabonośnych z wykorzystaniem MES

Abstract

W pracy przedstawiono sposób posadowienia konstrukcji zaliczonej do II kategorii geotechnicznej w złożonych warunkach gruntowych. Rozważano dwa rodzaje posadowienia – wzmocnienie podłoża kolumnami betonowymi i fundament palowy, wykonane w technologii FDP. Obliczenia wykonano przy pomocy MES. Wzmacnianie gruntów za pomocą kolumn betonowych oraz fundamenty palowe są powszechnie stosowane w budownictwie, szczególnie w przypadkach, gdy występują słabe grunty. Niniejszy artykuł przedstawia analizę porównawczą fundamentu konstrukcji inżynierskiej przy użyciu dwóch metod: fundamentów palowych i wzmocnienia gruntu kolumnami betonowymi. Chociaż obie metody są podobne pod względem wykonania, różnią się charakterystyką pracy oraz podejściem do obliczeń. Analizowana konstrukcja to budynek wielorodzinny składający się z dwóch sekcji mieszkalnych połączonych podziemnym garażem. Analizy numeryczne przeprowadzono z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES). Nośność pojedynczego pala obliczono bezpośrednio na podstawie wyników sondowań CPTU przy użyciu metody LCPC. Analiza doprowadziła do zaprojektowania 1 096 kolumn betonowych o średnicy 300 mm i łącznej długości 7 485,5 metra oraz 334 pali fundamentowych o średnicy 500 mm i łącznej długości 3 305,5 metra. Różnica w objętości betonu wynosi około 120 m³ na korzyść kolumn, co stanowi prawie 20% całkowitej objętości betonu. Kolumny zaprojektowano głównie z betonu, co prowadzi do dodatkowych oszczędności stali, ponieważ wszystkie fundamenty palowe wymagałyby zbrojenia.