În Eurocod se confirma posibilitatea de a considera, în calculul fundațiilor pe piloți, colaborarea structurii de legătura a piloților în verificările geotehnice.

Pentru ca aceasta colaborare a structurii de legătura să fie considerabila este necesar ca ampatamentul piloților să fie, pe cat posibil, mai mare decât triplul diametrului piloților.

Înainte de a descrie scenariile posibile de calcul la stările limita SLU și SLE ale fundațiilor mixte trebuie considerat ca principala problema ce răsare în acest tip de analiza este evaluarea interacțiunii pentru încărcăturile verticale între piloți și structura lor de legătura.

Metoda cea mai cunoscută, în domeniu linear, pentru evaluarea repartiției încărcăturii verticale între radier și piloți este așa-zisa metoda PDR, după numele autorilor Poulos, Davis și Randolph. Începând cu ipoteza indeformabilității flexionale a radierului, rezultanta verticala Q_tot centrata in baricentrul fundației și de sistem Radier-Teren cu comportament elastic linear, avem:

• Q_tot = Q_radier + Q_piloti
• K_radier = Q_tot / W_radier
• K_piloti = Q_tot / W_piloti
• Q_piloti / Q_tot = β = (1 – 0.8 K_radier / K_piloti) / (1 – 0.6 K_radier / K_piloti)
• Q_radier / Q_tot = 1 – β = (0.2 K_radier / K_piloti) / (1 – 0.6 K_radier / K_piloti)

Cu privire la determinarea rigidității radierului, Kradier, în absența piloților și utilizând coeficientul lui Winkler, k_w, este oportun ca acesta sa fie estimat în baza încărcăturii totale medie Q_tot de exercițiu; calculul trebuie efectuat în baza modulelor elastice ale terenului obținute din probele geotehnice și/sau geofizice efectuate pe straturile de sub radier pentru o grosime superioara dimensiunii maxime a radierului. În acest scop se recomanda consultarea modelului de semispațiu de grosime finita (Koenig și Sheriff). În cazul tasărilor pe termen lung, valoarea coeficientului k_w va putea fi estimata ca și raportul dintre încărcătura totala și tasarea medie (edometrica).

Determinarea rigidității palisadei în absenta radierului poate fi efectuata prin formulări sintetice de tip empiric printre care cea descrisa în volumul Piles and Pile Foundations:

K_piloti = Q_tot / W_piloti = N K₁ / R_s

Unde:

• K₁ = rigitatea pilotului singur și izolat (fără interacțiune)
• R_s = 0.29 N R^-1.35
• R = (N s / L)^0.5 = Aspect ratio (Randolph și Clancy)

De cele mai multe ori, pentru calculul rigidității K₁ în câmp linear, se folosește relația Randolph-Wroth-Fleming (1992).

VERIFICARI SLU

Pentru fiecare combinație trebuie mereu verificata rezistența structurala a radierului și a piloților (verificări de tip STR). Pentru verificările de tip GEO trebuie controlat să nu se depășească rezistenta de proiect, axiala și transversala, a piloților, precum și rezistenta terenului la contact cu radierul în baza acțiunilor obținute prin coeficientul redus.

Piloți trebuie verificați prima data singular, și apoi global pentru a tine cont de efectele de grup (încărcături axiale și încărcături transversale); se folosește metoda coeficienților de eficiență.

În cazul în care capacitatea portantă a terenului la contact cu radierul nu este capabilă, singură, să susțină toate încărcăturile verticale, rezistențele axiale de proiect ale piloților trebuie reduse folosind coeficientul parțial de capacitate la care trebuie împărțite rezistențele caracteristici axiale ale piloților.

Pentru acțiunile verticale sunt necesare o verificare pe termen scurt și una pe termen lung. În schema de calcul considerată mai sus, aceasta s-ar traduce într-o verificare dubla a constantei k_w a radierului. Prima ar trebui efectuata cu referire la tasările elastice imediate; a doua ar rezulta în calculul preventiv al tasării medii pe termen lung a radierului: împărțind încărcătura totala a tasării la suprafața radierului s-ar obține coeficientul k_w pentru input în al doilea calcul. În mod natural, coeficienții k_w obținuți în acest fel trebuie apoi reduși pentru calculul unitar al fundației. De obicei verificarea pe termen lung e cea mai extenuantă.

VERIFICARI SLE

Pentru o prognoza mai buna a tasărilor și a efectelor lor asupra rezistentei structurii de fundație și elevație, este necesar, pentru verificările SLE, a fi considerate și efectele interacțiunilor dintre piloți. După aceasta premiza, se deduce ca combinatiile SLE trebuie sa fie calculate separat de cele SLU.

Mai precis, după calcularea rezistentei combinațiilor SLU, se considera necesar un al doilea calcul unde să fie prezente doar combinațiile de exercițiu SLE efectuând un calcul explicit pentru interacțiunea dintre piloți.

În acest calcul, pe lângă combinațiile SLE, trebuie incluse tot atâtea combinații SLU cu aceleași valori ale încărcăturilor luate în considerare pentru SLE, cu scopul de a permite o verificare ulterioara a rezistenței structurii, necesara din cauza posibilelor distorsiuni generate de interacțiunile piloților. Daca armaturile proiectate în acest calcul de rezistența (SLE) ar trebui să fie majore (într-unul dintre elementele structurale) decât cele calculate pentru SLU va fi necesara învăluirea armaturii.

Articol preluat din: Revista Constructiilor