Perete mulat cu șpraiț — predimensionare
Adâncimea de încastrare și forța din șpraiț, prin metoda reazemului liber la bază.
▸ Completează datele din stânga și apasă Calculează
Informații tool
Ce calculează această pagină
Pagina determină adâncimea de încastrare și forța din șpraiț pentru un perete mulat cu un singur nivel de rezemare, în teren necoeziv. Plus momentul încovoietor maxim și lungimea totală a peretelui.
Ce schimbă șpraițul
Merită comparat direct cu peretele în consolă, fiindcă e aceeași mecanică cu o singură diferență.
La consolă, singurul lucru care echilibrează momentul din împingerea activă e pământul din fața peretelui, iar brațul acelei rezistențe e mic — se dezvoltă chiar lângă punctul de rotire. De aceea D iese de ordinul a 1,5–2 × H.
Cu un șpraiț aproape de coronament, momentul se închide între două reazeme depărtate. Adâncimea de încastrare scade tipic la 0,3–0,5 × H, iar momentul din perete scade în aceeași măsură. Pe o excavație de 6 m, diferența înseamnă câțiva metri de perete în minus — și un profil mult mai ușor.
Prețul e forța din șpraiț. Ea nu dispare: e transferată într-o structură reală — un șpraiț metalic, o ancoră în teren, sau planșeul turnat înainte de excavare. Pagina o dă explicit, pe metru liniar de perete, fiindcă ea dimensionează acel element.
Metoda reazemului liber la bază
Se presupune că piciorul peretelui se poate roti liber: pământul din față îl împinge, dar nu îl încastrează. Echilibrul se scrie din momentul față de șpraiț, nu față de picior ca la consolă:
\(M_{pasiv/șpraiț} = M_{activ/șpraiț}\)
Ecuația e de grad superior în D și se rezolvă prin bisecție. Momentul net crește monoton cu D pe domeniul fizic — pasivul crește cu D³ față de șpraiț, activul doar cu D² — deci soluția e unică.
Forța din șpraiț rezultă apoi din echilibrul orizontal:
\(F = R_{activ} - R_{pasiv}\)
Alternativa: reazem încastrat la bază
Există și metoda fixed earth support, care presupune că piciorul e complet încastrat. Dă o adâncime mai mare, dar un moment mai mic, fiindcă peretele lucrează ca grindă continuă pe două reazeme în loc de grindă simplu rezemată.
Compromisul e economic: mai puțin oțel, mai multă excavație. Alegerea depinde de costurile locale și de cât de adânc e stratul portant. Metoda cere însă o analiză iterativă și nu e implementată aici — pagina folosește reazemul liber, care e standardul de predimensionare și e acoperitor la moment.
Factorul de siguranță se aplică pe K_p
Ca la palplanșa în consolă: se reduce coeficientul pasiv, K_p,d = K_p/FS, și abia apoi se scrie echilibrul. Alternativa — echilibru cu K_p integral, apoi majorarea adâncimii — dă alt rezultat, fiindcă relația dintre D și moment e neliniară.
Motivul fizic pentru care siguranța se pune pe pasiv: rezistența pasivă e partea nesigură a schemei. Se mobilizează doar la deplasări mari, poate fi compromisă de o excavație suplimentară accidentală în fața peretelui, și depinde de un φ cunoscut cu mai puțină precizie decât încărcarea.
Când merită un al doilea nivel de rezemare
Dacă D/H trece de circa 0,8, pagina semnalează. La acea adâncime, excavația suplimentară și peretele în plus costă de obicei mai mult decât un al doilea rând de șpraițuri. Sub 5–6 m de excavație, un singur nivel e de regulă suficient; peste 8–10 m, două sau trei devin normale.
Peretele cu mai multe niveluri de rezemare are însă altă schemă statică — grindă continuă pe mai multe reazeme — și nu e acoperit de această pagină.
Ce nu acoperă
- Verificarea secțiunii peretelui — pagina dă M_max, alegerea grosimii și a armăturii rămâne la utilizator.
- Deplasările, care la excavații adânci lângă construcții existente sunt adesea criteriul determinant, nu rezistența.
- Fazele de execuție. Peretele e verificat în starea finală; dar el trece printr-o fază de consolă înainte de montarea șpraițului, iar acea fază poate fi determinantă.
- Apa subterană, ridicarea fundului săpăturii și cedarea hidraulică.
- Terenul stratificat și coeziunea.
- Mai multe niveluri de șpraiț, cum s-a spus mai sus.
Metoda e standard (Das, capitolul 14), dar nu a fost confruntată cu un exemplu lucrat publicat. Verificările interne acoperă echilibrul, tendințele și comparația cu peretele în consolă — nu o valoare de referință. Rezultatul se citește ca predimensionare.