fundiranje

GLAVA 13 -FUNDIRAWE SO BUNARI 1

GLAVA 13 - FUNDIRAWE SO BUNARI

13.1. Op{to

Fundiraweto na bunari pretstavuva dlabinsko fundirawe, t.e. fundirawe so koe moàt tovarite od konstrukciite nad temelot da se prenesat na dlabokite dobro nosivi po~veni sloevi. Tamu kade geolo{ko-geomehani~kite i hidrogeolo{kite uslovi se takvi {to e onevozmoèno tehni~ki pravilno fundirawe vo otvorena grade`na jama, mo{ne ~esto se primenuva fundiraweto na bunari. Toa se primenuva i pri fundirawe na objekti vo otvoreni povr{inski vodi pod koi geomehani~kite uslovi se takvi {to nosivite sloevi se na golema dlabo~ina.Fundiraweto na bunari, posle kolovite, e eden od najstarite na~ini na dlabinsko fundirawe. Taka se fundirani najgolemiot del od te{kite i va`ni objekti gradeni vo minatoto. Dlabinite koi moàt da se dostignat so vakviot na~in na fundirawe se prakti~no neograni~eni, a do sega se izvedeni bunari so dlabo~ina i do 70 m. Za te{ki i masivni objekti so koncetrirani vertikalni tovari fundiraweto na bunari e mo{ne efikasno poradi osobinata na bunarite da prenesuvaat ogromni tovari od konstrukciite na zdravite nosivi sloevi. Bunarite so svoite dimenzii vo osnova i vo vertikalen presek pretstavuvaat del od konstrukcijata so mnogu izrazena krutost, taka {to vo sorabotka so gornite kruti ili masivni konstrukcii zaedno obrazuvaat edna kontinuirana do konstantna krutost po celata visina na objektot vklu~itelno i delot pod povr{inata na terenot, taka {to i taa komponenta (obezbeduvawe krutost) ~esto e edna od najva`nite za primena na fundirawe na bunari pred drugite vidovi na dlabinsko fundirawe, {to e osobeno zna~ajno za gradbi vo seizmi~ki aktivni regioni. Me|utoa, vo posledno vreme, so razvojot na tehnikata koja obezbeduva mo}ni ma{ini za izrabotka na kolovi so golemi dijametri, fundiraweto na bunari ~esto moè da se zameni so fundirawe na kolovi. Objekti koi naj~esto se fundiraat na bunari se sre}avaat kaj masivnite objekti kako {to se srednite i krajnite stolbovi na mostovite, brani, vodeni kuli, rezervoari, industriski oxaci, tameli pod la~ni konstrukcii i sli~ni objekti.

Vo minatoto kako materijal za izrabotka na oblogata na bunarot se koristele cigla, kamen, podocna beton, a vo poslednite nekolku decenii skoro isklu~itelno od armiran beton. Mnogu retko vo istorijata na fundirawe na bunari se sre}avale oblogi od drvo i od ~elik. Vo osnova bunarite moè da bidat izraboteni so razli~ni formi kako: kru`ni, pravoagolni, elipti~ni i pove}eagolni. Vo odnos na vertikalniot presek bunarite moàt da bidat: cilindri~ni, konusni, stepenastocilindri~ni i drugi formi. Vo osnova bunarite se postavuvaat poedine~no ili grupno vo eden ili pove}e redovi.

2 GLAVA 13 -FUNDIRAWE SO BUNARI

Сл. 1 Vidovi na bunari vo osnova

Kru`nite bunari se najdobri vo odnos na primawata na tovarite od okolnata sredina vo fazata na spu{taweto taka {to pri vertikalno spu{tawe bez otklonuvawe od vertikalata, yidovite primaat samo napregwe na pritisok, no poradi najizrazenoto triewe najte{ko se spu{taat. Drugite formi polesno se spu{taat niz po~venite sloevi poradi pomaloto triewe, no vo nivnite yidovi pokraj normalnite sili se javuvaat i momenti na sovitkuvawe. Zatoa mnogu ~esto kru`nite bunari se gradat so vertikalno zakosuvawe (konusno) ili so zakoseni ivici na dolniot del (stepenasto) za da moè polesno da prodiraat niz po~vata vo vertikalen smisol.

Za polesno prodirawe na bunarite niz slabo nosivite sloevi do kotata na fundiraweto, vrvot na bunarskata obloga se obrabotuva vo vid na no` koj moè da bide so ostar ili tap vrv. Zakosuvaweto e od 30º do 60º.

Сл. 2 Formi na bunari vo presek a) cilindri~en b) konusen v) kombiniran

g) stepenest

Bunarite so ostar no` polesno prodiraat niz po~vata pri spu{taweto, no na toj del poradi zakosuvaweto od vnatre{nata strana se javuvat pogolemi horizontalni sili. Kaj bunarot so tap vrv na noòt se slu~uva obratnoto. Noòt na bunarite naj~esto se izrabotuva od ~eli~ni profili ankeruvani vo yidot na bunarot.


Сл. 3 No` na bunari a) so ostar vrv, b) so tap vrv v) g) za{tita so

~eli~ni profili

Spu{taweto na bunarot do proektiranata kota moè da se pravi direktno na povr{inata na terenot na samoto mesto na fundiraweto, taka {to se pravi najprvin noòt na bunarot, pa vrz nego se pravi oplata za prvata lamela od prstenot (koja obi~no ne nadminuva 4 m viso~ina), pa se amira i betonira. Potoa se ~eka da se postigne potrebnata jakost na betonot, se deoplatira istiot i se zapo~nuva so negovoto spu{tawe. Za da se izbegnat site ovie fazi t.e. da se dobie vo vreme, za pomali bunari moàt da se primenat i gotovi prsteni, koi se izrabotuvaat vo fabrika za beton, pa i na samoto gradili{te, pa kako gotovi monta`ni elementi se montiraat eden vrz drug za vreme na spu{taweto na bunarite. Ako fundiraweto e na mesta kade postojat otvoreni-povr{inski vodi toga{ za vodi so dlabo~ina do 2 m se pravat ve{ta~ki ostrovi od lokalen materijal, a za podlaboki vodi do 5 pa i ne{to poveke metri se pravat ve{ta~ki ostrovi ~ii strani se potpreni so drvena podgrada koja treba

da bide oddale~ena od mestopolo`bata na bunarot za ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −⋅=

245 ϕtgHa .

Ako vodite se so slobodna visina od okolu 10 , pa i do 12 m mora da se napravat }eliiski ~eli~ni zagati, od koi }e se spu{ta bunarot.

Сл. 4 Spu{tawe na bunari vo otvoreni vodi a) niz ve{ta~ki ostrov, b)

preku zemjan zagat, v) niz }eliski zagati

Koga ke se postavi prviot prsten na bunarot se iskopuva zemjata vo nego i od sopstvenata teìna bunarot propa|a niz po~venata sredina. Po izvesno prodirawe na bunarot se betonira vtoriot prsten, a za obezbeduvawe na spojot me|u dvata prstena se ispu{ta armatura od prviot prsten za izvesna dolìna dovolna za nastavuvawe so preklop. Po


postignuvaweto na potrebnata jakost na betonot se prodolùva so ponatamo{no spu{tawe na bunarot preku iskop na po~vata vo nego.

Сл. 5 Spu{tawe na bunar do kota na fundirawe a) po~etna faza, b)

predkone~na faza

Iskopot na materijalot vo fazata na spu{taweto za mo{ne mali bunari i pri sosema malo ili nikakvo prisustvo na podzemni vodi moè da bide ra~no, no naj~esto iskopot e ma{inski so pomo{ na bageri (grajferi) ~ija zafatnina na korpa moè da bide so razli~en kapacitet. Ma{inskiot iskop obezbeduva i rabotewe vo prisustvo na visoki podzemni vodi bez nivno crpewe. Me|utoa, mnogu ~esto, moè da se slu~i da poradi prisustvo na cvrsti delovi vo po~veniot poluprostor, noòt na bunarot da naide na takvi delovi, koi moàt da bidat kamewa samci ili ostatoci od stari objekti, pri {to ponatmo{no spu{tawe na bunarot moè da bide dosta ote`nato, pa i onevozmoèno. Vo tie slu~ai intervenciite vo prisustvo na podzemni vodi se te{ki, pa ~esto vodata vo bunarot mora da se crpi, se razbira ako toa go dozvoluva materijalot od nosiviot sloj (poradi opasnost od pojava na hidrauli~ki lom vo po~vata). Ako druga intervencija e nevozmo`na, toga{ spu{taweto na bunarot do proektiranata kota se pravi so prisposobuvawe na bunarot da funkcionira kako keson, po {to spu{taweto ke se prodolì so pomo{ na komprimiran vozduh. Poradi takvite opasnosti koi moàt da se slu~at, mora vo fazata na proektiraweto na objektot geotehni~kite istraùvawa da bidat mnogu obemni i realni. Prisposobuvaweto na bunarot vo keson e relativno lesno ako od vnatre{nite strani na bunarskite prsteni na visina od 2 do 2,5 m od noòt pravovremeno (vo fazata na izvedbata na prviot prsten-lamela) za sekoj slu~aj, se ispu{taat ankeri ili se pravat leì{ta za izgradba na tavanot na kesonskata komora. Ako geomehani~kite karakteristiki na nosiviot sloj se takvi da pri eventualno crpewe na vodata vo bunarot so pumpi, se


pojavi lom vo po~vata treba da se obezbedi spu{tawe na bunarot do proektiranata kota bez crpewe na podzemnata voda ili so ne celosno crpewe, ~ii intenzitet ke bide takov {to nema da gi povle~e sitnite ~esti~ki od po~vata. Ako se spu{taat dva bliski bunari, toga{ spu{taweto mora da se izvr{i na dvata bunara paralelno. Vo sprotivno, ako se spu{ta nov bunar blisku do ve}e spu{ten bunar toga{ pri spu{taweto na noviot bunar trieweto kon stranata na postoe~kiot bunar ke bide mnogu pomalo otkolku od drugite strani poradi {to ke dojde do negovo otklonuvawe od vertikalata. Po spu{taweto bunarite za da sluàt kako temeli na gornata konstrukcija se ispolnuvaat so beton celosno ili samo vo dolnite sloevi, a ostatokot se ispolnuva so ~akal ili pesok. Ako e obezbedeno crpewe na podzemnata voda od bunarot, betoniraweto se vr{i vo suvo. Dokolku vodata ne moè da se crpi betoniraweto na kontaktniot sloj se vr{i pod voda i po postignuvaweto na potrebnata jakost na toj sloj vodata se iscrpuva so cel ponatamo{noto betonirawe da se vr{i na suvo.

13.2. Dimenzionirawe i presmetuvawe na bunari

Bunarite kako konstruktivni elementi na konstrukcijata, mora da se dimzioniraat vo dve fazi i toa: (1) dimezionirawe vo tekot na eksploatacija na bunarot, kade tie pretstavuvaat konstruktivni elementi na celata konstrukcija i (2) dimenzionirawe vo faza na spu{taweto na bunarite do kotata na fundiraweto, kade {to tie pretstavuvaat konstruktivni elementi sami za sebe, pri {to primaat tovari od po~vata i vodata (ako istata ja ima).

Ako bunarot e so kruèn popre~en presek vo osnova, toga{ toj vo tekot na eksploatacija na objektot treba da sluì kako temel koj prenesuva vertikalni tovari od objektot. Vo taa eksploataciona faza dimenzioniraweto se sveduva na kontrola na kontaktnoto napregawe pome|u bunarot (kako temel) i po~venata osnova.

Сл. 6 Vertikalni sili na bunar


FN

doz =σ

kade: iiit UhfKGPN ⋅⋅⋅−+= ∑

4

2πDF =

kade:

N - vkupna vertikalna sila vo kontaktnata ramnina P - vertikalna sila od objektot, primena od eden bunar Gt - sopstvena te`ina na bunarot zaedno so ispolnata K - recipro~na vrednost na koeficientot na sigurnost

sF

K 1= ; 0.35.1 ÷=sF

fi - triewe vo i-tiot sloj hi - visina na i-tiot sloj ui - obikolka na popre~niot presek na bunarot vo i-tiot

sloj

Ako bunarot od objektot pokraj vertikalniot tovar prima i moment, pa i horizontalen tovar vo eden ili dva pravca, toga{ kontaktnoto napregawe }e se presmeta na sledniot na~in:

WM

FN±=2,1σ

kade: ft PGPN −+=∑

Pf - triewe na yidovite od bunarite i po~vata (naj~esto Pf se zanemaruva)

4

2πDF =

M - moment od site tovari vo odnos na srednata to~ka od kontaktnata povr{ina

32

3πDW =

Ako bunarot vo osnova e pravoagolen, toga{ za vertikalni tovari i za maksimalna iskoristenost na dozvolenoto imame:


FN

doz =σ

a za slu~aj koga osven vertikalnite tovari objektot prenesuva i horizontalni tovari i momenti, kontaknite rabni napregawa se:

WM

FN±=2,1σ

kade: BAF ⋅=

6

2 ABW ⋅=

Vo tekot na gradeweto na bunarot, t.e. negovoto spu{tawe do proektiranata kota na fundirawe, treba da se izvr{i analiza na site vozmo`ni slu~ai na tovarewe {to bunarot bi moèl bezbedno i bez o{tetuvawe da se spu{ti do kotata na fundirawe. Ako imame kru`ni bunari, toga{ vo faza na spu{taweto potrebno e da se opredeli debelinata na yidot na bunarot d od uslov na slobodno propa|awe na bunarot niz po~venite sloevi. Isto taka, vo tekot na spu{taweto na bunarot potrebno e da se analizira i sostojbata na napregawata vo yidovite na bunarot.

Opredeluvaweto na d doa|a od uslovot: teìnata na bunarot G da e pogolemo od trieweto T, koe se javuva me|u yidovite na bunarot i po~vata. Silata na trieweto moè da se presmeta na dva na~ina i toa (1) ili preku specifi~noto triewe pome|u po~vata i nadvore{nata povr{ina na yidovite na bunarot ili (2) preku koeficientot na triewe po~va-materijal od koj e napraven bunarot (obi~no toe e beton).

Сл. 7 Vertikalni sili na bunar


TG >

ii

n

i hfkT ∑=1

; RUi 2⋅= π → i

n

ihfRT ∑⋅⋅=1

2π

( ) bHrRG γπ ⋅⋅⋅−= 22

za: drR =− i RrR 2≅+ se dobiva: ( ) ( ) bHrRrRG γπ ⋅⋅⋅+⋅−= → bHdRG γπ ⋅⋅⋅⋅= 2

od uslovot: TG > se dobiva: iib hfRRdH ⋅⋅≥⋅⋅⋅ ∑22γ

→ sb

ii FHhf

d ⋅⋅

≥ ∑γ

pri hidrauli~ko promivawe f se smaluva za 25%

pri tiksotropna isplaka trieweto se zema samo za delot koj e vo direkten dopir so po~vata.

[ ] μ⋅⋅⋅= aERT 24 kade: ⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ −⋅⋅=

245

21 22 ftghEa γ

aahE ξγ ⋅⋅=2

2

kade: μ - koeficient na triewe od uslovot da e GT <

sb

a Fhd ⋅⋅

⋅⋅⋅⋅=

γπμξγ2

kade: Fs - koeficient na sigurnost ( )5.12.1 ÷=sF

μ za glatki yidovi i suva glina 0.20 za grubi yidovi i suvi glini 0.30 za glatki yidovi i mokri glini 0.20 za grubi yidovi i mokri glini 0.25 za glatki yidovi i pesok ili ~akal 0.30 za grubi yidovi, pesok ili ~akal 0.60

Silata na trieweto, a so toa i debelinata na yidot na bunarot

mo`e da se presmeta ako za zemjaniot pritisok se usvoi deka deluva radijalno vrz nadvore{nata povr{ina na bunarot.


Сл. 8 Tovar vrz obikolkata na bunarot koj deluva radijalno

μγπ ⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅= akHHRT212

μγπ ⋅⋅⋅⋅⋅= akHRT 2

( )( ) HrRrRG b ⋅⋅⋅+−= πγ

μγππγ ⋅⋅⋅⋅⋅>⋅⋅⋅⋅ ab kHRHRd 22

sb

a FkHdγ

μγ ⋅⋅⋅=

21

Pri spu{taweto na bunarite pri dlabini pogolemi od 10 m trieweto T, ako bi se presmetuvalo spored pogore poka`anite na~ini bi dovelo do golemi dimezii na oblogata na bunarot, pa spored toa triweto T treba da se presmeta spored slednata slika:

Сл. 9 Raspredelba na trieweto f za dlabini pogolemi od 10 m

( ) 05.22 fhRT ⋅−⋅⋅⋅= π

n

nn

hhhhfhfhff

++++++

=......

21

22110

kade:


f0 - sredno specifi~no triewe fi - specifi~no triewe vo i-tiot sloj

Vid na po~va: f [kN/m2] za glini i ilova~i 12.50-20.00 za tvrdi ~akalesti glini 25.00-50.00 za peskoviti po~vi 15.00-25.00 za krupni ~akali 20.00-30.00

Pri analizite vo fazata na spu{taweto na bunarot neophodno e da

se kontrolira i debelinata na yidot na bunarot d, vo zavisnost od naponskite sostojbi vo yidovite. Ako tovareweto na bunarot e osnosimetri~no, toga{ naponskite sostojbi vo yidovite se kontroliraat po metodot na Lame.

Сл. 10 Kontrola na napregawata po Lame

( ) ( )2 22 2 /

p R dp R R r R r

σσ

⋅ = ⋅ ⋅

⋅ = ⋅ ⋅ − ⋅ +

ako e RRr 2≅+

( )( )2 2 2

2

2

2

p R R R r R r

p R R r

R rp

σ

σ σ

σσ

⋅ ⋅ = ⋅ − +

⋅ = −

=−

12

a w w

d R r

d rp

p h h

σσ

γ ξ γ

= −

⎡ ⎤= − +⎢ ⎥−⎣ ⎦= ⋅ ⋅ + ⋅


Сл. 11[emi za presmetuvawe na tovarot p

Mnogu ~esto pri spu{taweto na kru`nite bunari doa|a do otklonuvawe na bunarot vo odnos na negovata vertikalna oska. Pri takvo otklonuvawe vo nasokata na otklonuvaweto najdolniot prsten od bunarot odnosno edna lamela od 1 m’ prima najgolemi tovari, a normalno na nasokata na otklonuvaweto bunarot prima najmali tovari. Pri podzemna voda ednakva so povr{inata na terenot i pri nejzinoto crpewe od bunarot do negovoto dno, ako postoi otklonuvawe od vertikalata, toga{ {emite na tovarewe se slednite:

Сл. 12 [emi za tovarewe pri otklonuvawe od vertikalata, a) presek,

b)osnova, v) prese~ni sili vo to~kite a i b

zp

ppppp

ww

w

wa

⋅=

=+=

γ21

min

max

25.1

2

min

max

0

===

+=

ppk

drr

h ω


Za ovaa {ema na tovarewe dadeni se momentite i aksijalnite sili vo to~kite a i b.

( )

( ) 0,

min

,20min

,0min

,20min

,,min

max

5.01

137.0

785.01

149.0

1

rpN

rpM

rpN

rpM

k

ppk

b

b

a

a

h

h

⋅+⋅=

⋅⋅⋅=

⋅+⋅=

⋅⋅⋅−=

−==

==

ω

ω

ω

ω

ωω

ω

Vo toj slu~aj naponskata sostojba vo yidot na dolniot prsten vo lamela od 1 m’ }e bide:

60.1

0.12

2,1

⋅=

⋅=

±=

dW

dFWM

FNσ

Сл. 13 Popre~en presek na yidot na bunarot vo dolniot prsten

Pri prodirawe na bunarot poradi razli~noto triewe vo gornite i dolnite sloevi mo`e da se slu~i da dojde do visnuvawe na dolnite delovi na bunarot. Toa }e se slu~i ako:


Сл. 14 [emi ze presmetuvawe sila na visnuvawe S i tovar za sovladuvawe

na trieweto T

( ) xfUxhqhfU ⋅⋅−+≥⋅⋅ 2111

kade: q - teìna na 1 m’ od bunarot (lameli od 1 m vo visina) Najgolemata vrednost na dolìnata X pri koj gorniot del

seu{te }e bide vkle{ten e:

( )

12

10

110201

hfUqqfUx

hfUxfUxhq

⋅⎥⎦⎤

⎢⎣⎡

⎟⎠⎞⎜

⎝⎛

⋅−−⋅=

⋅⋅=⋅⋅−+⋅

Toga{ najgolemata sila na zategnuvawe predizvikana od visnuvaweto na bunarot iznesuva:

( )( ) 11

02

,

hqfUSxfUqS

⋅−⋅=⋅⋅−=

Tovarot P koj }e bide potreben za sovladuvawe na toa triewe apliciran vo tekot na intervenciite pri spu{taweto na bunarot iznesuva:

∑ ∑−> GTP

Za presmetuvaweto na visinata na ~epot koj treba da se betonira na dnoto na bunarot se koristi uslovot da teìnata na ~epot bide pogolema od vodeniot potisok. Od toj uslov visinata na ~epot e:

b

wwc

hhγ

γ ⋅=


Сл. 15 [ema za presmetuvawe na vidinata na ~epot

Sega po za~epuvaweto moè da dojde do isplivuvawe na bunarot. Za da se obezbedi sigurnost protiv isplivuvawe treba da se zadovoli sledniot uslov:

FhTQUV

ww ⋅⋅≥+

>∑γ5.0

kade:

F -povr{ina na nalegnuvawe Q - teìna na bunarot + ~epot T - triewe ( se zema 50% od vkupnoto triewe)

25.15.0=≥

⋅⋅+

sww

FFhTQ

γ

Ako namesto kru`ni bunari imame pravoagolni bunari vo osnova toga{ debelinata na pravoagolniot bunar d se opredeluva od istiot uslov kako i pri kru`ni bunari t.e. da teìnata na bunarot bide pogolema od trieweto me|u nadvore{nata povr{ina na bunarot i po~vata.

( )( )2

2 b

a

G TG d A B h

T h A B

γ

γ ξ μ

>

≅ ⋅ + ⋅ ⋅

= ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅

( ) ( )22

2

b a

a

b

d A B h h A Bhd

γ γ ξ μ

γ ξ μγ

⋅ + ⋅ ⋅ > ⋅ ⋅ ⋅ + ⋅

⋅ ⋅ ⋅>

( )2

1.20 1.50

as

b

s

hd F

F

γ ξ μγ

⋅ ⋅ ⋅= ⋅

= ÷


Сл. 16 [ema za presmetuvawe na debelinata na yid na pravoagolen bunar

Od formulata se gleda deka d ne zavisi od A i B tuku samo od karakteristikite na materijalot na po~venata sredina i bunarot. Yidovite na bunarot treba vo tekot na spu{taweto da se sprotistavuvaat na odredeni tovari koi se razvivaat vo tekot na spu{taweto. Bunarot e najmnogu optovaren koga toj e ve}e neposredno nad kotata na fundirawe i prviot (najdolniot) prsten e optovaren so bo~ni tovari (pritisoci).

Vo toj slu~aj bunarot }e bide natovaren so podzemni pritisoci i pritisok od podzemnata voda. Bunarot kako zatvorena ramka e stati~ki neopredelen sistem. Stati~kite golemini vo yidovite na bunarite se presmetuvaat po poznatite metodi od teorijata na konstrukciite.

Сл. 17 [ema na momenti za ednokeliski pravoagolen bunar

fundiranje

Documents

negovoto sputawe

kotata na

da se slu

da bide

da dojde

dlabo ina

po vata

od uslovot