Analysis of two computer programs for a pile wall design in Prague

Abstract

Projekty hlubokých jam se zabývají možnými poruchami pažicích konstrukcí a zemin. Často se používají víceúrovňová rozepření a/nebo kotvení, což činí návrh složitějším. Je důležité navrhovat pomocí správných analytických přístupů poskytujících přiměřené výsledky pro technické návrhy týkající se výstavby a snižování rizik. Tato diplomová práce obsahuje návrh pažicího systému hluboké základové jámy v Praze dle Eurokódů, s využitím programů Pažení Posudek a FEM softwarového souboru GEO5. Základová jáma, která bude vyhloubena, zcela přiléhá k vysoké budově podporované pilotovým základem, takže je nutné zkontrolovat deformace základové půdy i pažicí konstrukce. Chování pažicí konstrukce během postupného hloubení bylo analyzováno z hlediska dvou metod zahrnujících interakci zeminy a konstrukce - metody závislých tlaků a metody konečných prvků (MKP). Nejprve byla navržena kotvená pilotová stěna s nezbytnými kontrolami. Následně byly provedeny simulace výkopu pomocí MKP. Bylo zavedeno několik konstitutivních modelů zeminy s Mohr-Coulombovou podmínkou porušení. Správný výběr konstitutivních modelů pro analýzy konečnými prvky byl proveden komplexně. Jejich výsledky byly diskutovány a porovnány s těmi z programu Pažení Posudek. Přidány byly konečný komentář, závěry a schéma pažicí konstrukce.

Deep excavation designs deal with possible failures of retaining structures and soils. Multilevel tiebacks and/or props are often used, which makes the design more complex. It is significant to design by proper analysis approaches, providing reasonable results for the engineering suggestions on construction and risk reduction. This thesis covers the retaining system design of a deep foundation pit in Prague based on Eurocodes, with the use of Sheeting Check and FEM programmes of the GEO5 software suite. The foundation pit to be excavated is quite adjacent to a tall building supported by a piled foundation, so the displacements of both the ground and the retaining structure are necessary to check. The behaviour of retaining structure in the staged excavation was analysed from the view of two methods concerning the soil-structure interaction (SSI) – subgrade reaction method (SRM) and finite element method (FEM). The anchored pile wall was firstly designed with the necessary verifications. Subsequently, simulations for the excavation were done by the FEM, a few soil constitutive models with the yielding condition utilizing Mohr-coulomb failure criterion being introduced. A proper selection of constitutive models for the finite element analyses was done comprehensively, the results of which were discussed and compared with that from Sheeting Check programme. The final commentary, conclusions and the schema of the retaining structure were added.