ribFVB01 Funderen van een bouwwerk les 6 Zettingen Zettingen bij funderingen op staal

Zetting van een slappe laag In de kleilaag heerst een gemiddelde korrelspanning p’ onsamendrukbaar diepte p’ kleilaag p’ p’ onsamendrukbaar sw sv’ sv’

Zetting van een slappe laag Hoe reageert de grond op een belastingverhoging? Spanningsverhoging Dp’ Dp’ onsamendrukbaar P1’ diepte p1’ p2’ kleilaag p’ p’ = (p1+p2) / 2 onsamendrukbaar P2’ sw sv’ sv’

Zettingen Hoe reageert de grond op een belastingverhoging? p’ p’ Spanningsverhoging Dp’ Dp’ p’ Zetting w p’ Dp’

Zettingen Uitzetten op logaritmisch papier levert een lineair verband op: Dp’ 1 10 100 1000 p’ p’ Zetting w Dp’

Zetting van een laag: p’ Terzaghi: h p’ met: w = eindzetting Dp’ p’ Terzaghi: met: w = eindzetting h = laagdikte C = zettingsconstante vlg. Terzaghi h p’ Dp’

Samendrukkingsapparaat Meethorloge Grondmonster Ring Met water gevuld bakje Contra- Gewicht Gewicht

Effect van een voorbelasting Ontlasten: Geeft opvering, echter veel minder dan de samendrukking bij belasten Her-belasten Geeft zettingen, maar ook veel minder dan bij een nieuwe belasting

Tijd-zettingsgedrag De berekende zettingen zijn eindzettingen. Onder eindzettingen wordt verstaan: de zetting na 10.000 dagen (ca. 30 jaar) Na 30 jaar gaat het zettingsproces nog wel door, maar in een sterk vertraagd tempo. Vertraging in zettingsgedrag heeft 2 oorzaken: Uitpersen van water heeft tijd nodig Kruip van de grond (seculair effect)

Uitpersen van water Korrelskelet samendrukbaar Water onsamendrukbaar Dit leidt ertoe dat het gewicht aanvankelijk door het water wordt gedragen

Doorlatendheid van grond Grote korrels en grote poriën: Kleine korrels en kleine poriën: Doorlatendheid groot water stroomt gemakkelijk Doorlatendheid klein water stroomt moeilijk

Doorlatendheid van grond Doorlatendheid groot: zand grind Doorlatendheid klein: klei veen Samendrukbare lagen hebben over het algemeen ook een geringe doorlatendheid

Uitpersen van water: schematisch model Belasting water

Zetting van een laag: p’ Terzaghi: h p’ met: w = eindzetting Dp’ p’ Terzaghi: met: w = eindzetting h = laagdikte C = zettingsconstante vlg. Terzaghi h p’ Dp’

Voorbeeld opgave zettingen Vraag A Dezelfde grondopbouw als de eerdere opgave: zandlaag gdroog = 17 kN/m3 en gnat = 19 kN/m3 , dikte 5 m daaronder een kleilaag met gnat = 16 kN/m3 , dikte 7 m, C = 30 daaronder een veenlaag met gnat = 11 kN/m3 , dikte 3 m, C = 15 daaronder zand met gnat = 20 kN/m3 , dikte 10 m Grondwaterstand: 2 m onder maaiveld Het maaiveld wordt 2 m opgehoogd met zand (gdroog = 17 kN/m3 ) Bereken de maaiveldzetting, indien de zandlagen onsamendrukbaar zijn.

Oude situatie: korrelspanningen sv‘ s [ kPa = kN/m2 ] 100 200 300 400 gdroog = 17 kN/m3 -2 -2 sv' = 34 - 0 = 34 kPa gnat = 19 kN/m3 -5 91 - 30 = 61 sv;gem' = (61+103)/2 = 82 kPa gnat = 16 kN/m3 203 - 100 = 103 -12 gnat = 11 kN/m3 sv;gem' = 104,5 kPa -15 236 - 130 = 106 gnat = 20 kN/m3 -25 436 - 230 = 206

Nieuwe situatie: korrelspanningen sv‘ s [ kPa = kN/m2 ] 100 200 300 400 gdroog = 17 kN/m3 -2 -2 sv' = 68 - 0 = 68 kPa gnat = 19 kN/m3 -5 125 - 30 = 95 sv;gem' = 82+34 = 116 kPa gnat = 16 kN/m3 237 - 100 = 137 -12 gnat = 11 kN/m3 sv;gem' = 104,5 +34= 138,5 kPa -15 270 - 130 = 140 gnat = 20 kN/m3 Dsv' = 2*17 = 34 kPa -25

Uitwerking voorbeeld zettingen Zetting kleilaag: wklei = 7* 1/30 * ln{ (82+34)/82 } = 0,08 m Zetting veenlaag: wveen = 3* 1/15 * ln{ (104,5+34)/104,5 } = 0,06 m Wtot = 0,08 + 0,06 = 0,14 m

Zetting onder een fundering op staal Effect van belastingspreiding 2:1 2:1

Opgave Bereken voor de volgende situatie de overall-veiligheid 0,8 m 200 kN/m' Bereken voor de volgende situatie de overall-veiligheid de zetting 1,5 m 2 m zand Een bouwmuur met een lengte van 8 m wordt gefundeerd op een strook met afmetingen 0,8 m x 8 m. Men wil op 2 m onder maaiveld funderen. De representatieve waarde van de belasting uit de bouwmuur bedraagt 200 kN/m’. De ondergrond bestaat uit 6 m zand Ф’ = 30o γdroog = 17 kN/m3 , γnat = 19 kN/m3 1 m klei met samendrukk.const. C=20, γnat = 16 kN/m3 20 m zand De grondwaterstand bedraagt 1,5 m onder maaiveld 4 m klei 1 m zand

Berekening bezwijkdraagvermogen Grootte invloedsgebied: Ф’ = 30º te = 1,8*Bef met Bef = 0,8m te = 1,4 m dus valt binnen de zandlaag

Draagkracht gedraineerde geval Fv = smax’ * Aef met: smax’ = ce’ * Nc* sc* ic + sv’ * Nq* sq* iq + 0,5* ge‘ * Bef* Ng* sg* ig sg = 1 - 0,3 * Bef / Lef sq = 1 + (Bef / Lef ) * sin(fe’) sc = (sq * Nq - 1) / ( Nq - 1) 200 kN/m' 1,5 m 2 m f’ = 30o , c’ = 0, gdroog = 17 kN/m3 , gnat = 19 kN/m3 0,8 m

Oplossing: draagkrachtfactoren N: fe’ = 30o => Ng = 20, Nq = 18 vormfactoren s: sg = 1 - 0,3 * Bef / Lef = 1 sq = 1 + (Bef / Lef ) * sin(fe’) = 1 sc = (sq * Nq - 1) / ( Nq - 1) = niet relevant want c' = 0 factoren voor invloed horizontale belasting i: Geen horizontale belasting, dus deze zijn alle 1 korrelspanning op het funderingsoppervlak sv': sv’ = 17 * 1,5 + 19 * 0,5 - 0,5 * 10 = 30 kN/m2 effectief volumegewicht binnen het invloedsgebied te : ge‘ ge‘ = 19 - 10 = 9 kN/m3

Oplossing draagkracht: Bezwijkdraagvermogen: smax’ = ce’ * Nc* sc* ic + sv’ * Nq* sq* iq + 0,5* ge‘ * Bef* Ng* sg* ig = 0 + 540 + 72 = 612 kN/m2 Fv = smax’ * Aef = 612 * 8 * 0,8 = 3.917 kN Belasting: Fs = q * l = 200*8 = 1.600 kN De overall veiligheid bedraagt: --------------- = 2,4 3.917 kN 1.600 kN

Zetting σv’ = 25,5 kPa zand σv’ = 66 kPa klei poud = σv;gem’ = 69 kPa 200 kN/m' 1,5 m 2 m σv’ = 25,5 kPa zand 4,5 m 2:1 4 m 2:1 σv’ = 66 kPa klei poud = σv;gem’ = 69 kPa 1 m 0,8m + 4,5 m σv’ = 72 kPa zand Δσ’ = 200 kN/m per 5,3 m Δσ’ = 37,7 kN/m2 oftewel 37,7 kPa => pnieuw pnieuw = 37,7 + 69 = 106,7 kPa zetting = 1m / 20 * ln (106,7 / 69) = 0,02 m