Συμβατική Θεμελίωση

Το 2008 ολοκληρώθηκε το Ερευνητικό Πρόγραμμα με θέμα:

«ΣΤΑΤΙΚΗ & ΔΥΝΑΜΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΗΣ ΔΙΟΓΚΩΜΕΝΗΣ ΠΟΛΥΣΤΕΡΙΝΗΣ ΣΤΗ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗ ΟΙΚΟΔΟΜΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ»

από το Ε.Μ.Π. / Εργαστήριο Αντισεισμικής Τεχνολογίας

Επιστημονικός Υπεύθυνος: Κων/νος Σπυράκος, Καθηγητής Ε.Μ.Π.

Επιστημονικός Συνεργάτης: Πρόδρομος Ψαρρόπουλος, Δρ. Πολιτικός Μηχανικός

Αντικείμενο της έρευνας ήταν η μελέτη της συμπεριφοράς της Διογκωμένης Πολυστερίνης (EPS) όταν αυτή χρησιμοποιείται ως υλικό πλήρωσης μεταξύ των πεδιλοδοκών θεμελίωσης κτιριακών οικοδομικών έργων.

Στόχος ήταν να εξετασθεί η ευεργετική δράση του EPS στη διαστασιολόγηση της πλάκας (ισογείου ή υπογείου) η οποία εδράζεται επί πεδιλοδοκών, έτσι ώστε να επιλύσει χρόνια προβλήματα του χώρου των κατασκευών.

Εξετάστηκαν οι πλέον συνήθεις περιπτώσεις έργων θεμελίωσης οι οποίες ουσιαστικά καλύπτουν το σύνολο σχεδόν των έργων.
ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ

1. ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΛΑΚΩΝ (5m x 5m) ΜΕ ΠΕΔΙΛΟΔΟΚΟΥΣ (0.30m x 1.00m)

Η ύπαρξη διογκωμένης πολυστερίνης κάτω από τις πλάκες θεμελίωσης πάχους 7 cm για δείκτη εδάφους Κεδ= 10.000 kΝ/m3 μειώνει δραματικά τη μέγιστη ροπή ανοίγματος σε ποσοστό της τάξης του 97 % (EPS 50), 99% (EPS 80) και 100 % (EPS 100) σε σχέση με την περίπτωση πλάκας πάχους 20 cm όπου δεν τοποθετείται γεωαφρός. Στην περίπτωση πιο δύσκαμπτου εδάφους με Κεδ=100.000 kΝ/m3, οι αντίστοιχες μειώσεις ανέρχονται σε 51 % (EPS 50), 91 % (EPS 80) και 94 % (EPS 100) για τις ροπές για την περίπτωση της κεντρικής πλάκας.
2. ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΛΑΚΩΝ (5m x 5m) ΜΕ ΠΕΔΙΛΟΔΟΚΟΥΣ (0.25m x 0.70m)

Η ύπαρξη διογκωμένης πολυστερίνης κάτω από τις πλάκες θεμελίωσης πάχους 7 cm για δείκτη εδάφους Κεδ= 10.000 kΝ/m3 μειώνει δραματικά τη μέγιστη ροπή ανοίγματος σε ποσοστό της τάξης του 100 % (EPS 50), 98 % (EPS 80) και 99 % (EPS 100) σε σχέση με την περίπτωση πλάκας πάχους 20 cm όπου δεν τοποθετείται γεωαφρός.

Στην περίπτωση πιο δύσκαμπτου εδάφους με Κεδ=100.000 kΝ/m3, οι αντίστοιχες μειώσεις ανέρχονται σε 100% (EPS 50), 93% (EPS 80) και 95% (EPS 100) για τις ροπές για την περίπτωση της κεντρικής πλάκας.
3. ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΛΑΚΩΝ (4m x 7m) ΜΕ ΠΕΔΙΛΟΔΟΚΟΥΣ (0.3m x 1.00m)

Η ύπαρξη διογκωμένης πολυστερίνης κάτω από τις πλάκες θεμελίωσης πάχους 7 cm για δείκτη εδάφους Κεδ= 10.000 kΝ/m3 μειώνει δραματικά τη μέγιστη ροπή ανοίγματος σε ποσοστό της τάξης του 96% (EPS 50), 98% (EPS 80) και 99% (EPS 100) κατά τη διεύθυνση x-x και 97% (EPS 50), 99% (EPS 80) και 100% (EPS 100) κατά τη διεύθυνση ψ-ψ σε σχέση με την περίπτωση πλάκας πάχους 20 cm όπου δεν τοποθετείται γεωαφρός.

Στην περίπτωση πιο δύσκαμπτου εδάφους με Κεδ=100.000 kΝ/m3, οι αντίστοιχες μειώσεις ανέρχονται σε 100 %(EPS 50), 94% (EPS 80) και 96 % (EPS 100) για τις ροπές για την περίπτωση του κεντρικού ανοίγματος κατά τη διεύθυνση x-x και 100% (EPS 50), 92% (EPS 80) και 94% (EPS 100) κατά τη διεύθυνση ψ-ψ σε σχέση με την περίπτωση πλάκας πάχους 20 cm όπου δεν τοποθετείται γεωαφρός.
4. ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΛΑΚΩΝ 4m x 7m) ΜΕ ΠΕΔΙΛΟΔΟΚΟΥΣ (0.25m x 0.70m)

Η ύπαρξη διογκωμένης πολυστερίνης κάτω από τις πλάκες θεμελίωσης πάχους 7 cm για δείκτη εδάφους Κεδ= 10.000 kΝ/m3 μειώνει δραματικά τη μέγιστη ροπή ανοίγματος σε ποσοστό της τάξης του 100 % (EPS 50), 97 % (EPS 80) και 98 % (EPS 100) κατά τη διεύθυνση x-x και σε 100 % (EPS 50), 98 % (EPS 100) και 99 % (EPS 100) κατά τη διεύθυνση ψ-ψ σε σχέση με την περίπτωση πλάκας πάχους 20 cm όπου δεν τοποθετείται γεωαφρός.

Στην περίπτωση πιο δύσκαμπτου εδάφους με Κεδ=100.000 kΝ/m3, οι αντίστοιχες μειώσεις ανέρχονται σε 100 % (EPS 50), 95 % (EPS 80) και 97 % (EPS 100) κατά τη διεύθυνση x-x και σε 100 % (EPS 50), 91 % (EPS 100) και 93 % (EPS 100) κατά τη διεύθυνση ψ-ψ σε σχέση με την περίπτωση πλάκας πάχους 20 cm όπου δεν τοποθετείται γεωαφρός.
5. ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΛΑΚΩΝ (6m x 6m) ΜΕ ΠΕΔΙΛΟΔΟΚΟΥΣ (0.30m x 1.00m)

Η ύπαρξη διογκωμένης πολυστερίνης κάτω από τις πλάκες θεμελίωσης πάχους 7 cm για δείκτη εδάφους Κεδ= 10.000 kΝ/m3 μειώνει δραματικά τη μέγιστη ροπή ανοίγματος σε ποσοστό της τάξης του 100 % (EPS 50), 100 % (EPS 80) και 100% (EPS 100) σε σχέση με την περίπτωση πλάκας πάχους 20 cm όπου δεν τοποθετείται γεωαφρός. Στην περίπτωση πιο δύσκαμπτου εδάφους με Κεδ=100.000 kΝ/m3, οι αντίστοιχες μειώσεις ανέρχονται σε 98 % (EPS 50), 99 % (EPS 80) και 99% (EPS 100) για τις ροπές για την περίπτωση της κεντρικής πλάκας.
6. ΣΥΣΤΗΜΑ ΠΛΑΚΩΝ (6m x 6m) ΜΕ ΠΕΔΙΛΟΔΟΚΟΥΣ (0.25m x 0.70m)

Η ύπαρξη διογκωμένης πολυστερίνης κάτω από τις πλάκες θεμελίωσης πάχους 7 cm για δείκτη εδάφους Κεδ= 10.000 kΝ/m3 μειώνει δραματικά τη μέγιστη ροπή ανοίγματος σε ποσοστό της τάξης του 99% (EPS 50), 100% (EPS 80) και 100% (EPS 100) σε σχέση με την περίπτωση πλάκας πάχους 20 cm όπου δεν τοποθετείται γεωαφρός.

Στην περίπτωση πιο δύσκαμπτου εδάφους με Κεδ=100.000 kΝ/m3, οι αντίστοιχες μειώσεις ανέρχονται σε 97% (EPS 50), 99% (EPS 50) και 100% (EPS 100) για τις ροπές για την περίπτωση της κεντρικής πλάκας.
ΣΥΝΟΠΤΙΚΑ

Η θεμελίωση με χρήση γεωαφρού σε σχέση με τις συνήθεις συνθήκες θεμελίωσης επιφέρει:

1. Μείωση κατά 80% σε οπλισμό ανοίγματος και στήριξης

2. Μείωση στον όγκο του σκυροδέματος κατά:

20% ΕΣΧΑΡΑ ΠΛΑΚΩΝ 5×5, 4×7 ΠΕΔΙΛΟΔΟΚΟΙ 0.30×1.00

25% ΕΣΧΑΡΑ ΠΛΑΚΩΝ 5×5, 4×7 ΠΕΔΙΛΟΔΟΚΟΙ 0.25 x 0.70

Δεδομένου, όμως, ότι απαιτείται ο ελάχιστος οπλισμός στην περίπτωση χρήσης είτε του EPS 50 ή του EPS 100, προτείνεται η επιλογή του οικονομικότερου εκ των δύο.

Επιπλέον οφέλη:

α) επιτάχυνση του χρόνου κατασκευής,

β) οικονομικότερη διαστασιολόγηση της πλάκας ισογείου ή υπογείου, και

γ) δυνατότητα ρεαλιστικής ανάλυσης της συμπεριφοράς του συστήματος θεμελίωσης.

ΓΕΩΜΕΤΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΘΕΜΕΛΙΩΣΗΣ

Διαστάσεις πλακών: 5 m x 5 m , 4 m x 7 m

h1: Αρχικό πάχος πλάκας h1 = 20 cm → Τελικό πάχος πλάκας h1 =7 cm

h2: Πάχος σκυροδέματος εξομάλυνσης h2 =10 cm

Διαστάσεις πεδιλοδοκών:

bw x h: 0.25m x 0.7m & 0.30m x1.00m

hf: Ύψος φτερού πεδίλου

bf: Πλάτος φτερού πεδιλοδοκού

ΤΕΧΝΟΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Θεμελίωση χωρίς EPS

• πλάκα : 0.20 m x 225 m2 x 210 €/m3 ≈ 9.500 €

• γεμίσματα: 200 m3 x 20 €/m3 = 4.000 €

• ξυλότυποι : 50 m3 x 60 €/m3 = 3.000 €

Συνολικό κόστος = 16.500 €

Θεμελίωση με EPS50

• πλάκα : 0.07 m x 225 m2 x 210 €/m3 ≈ 3.300 €

• EPS50 : 200 m3 x 40 €/m3 = 8.000 €

Συνολικό κόστος = 11.300 €