UNIVERZITET U TUZLI RUDARSKO-GEOLOŠKO-GRAĐEVINSKI RUDARSKO-GEOLOŠKO-GRAĐEVINSKI FAKULTET
POTPORNE KONSTRUKCIJE GRAĐEVINSKE JAME UGRAĐENE POTPORNE KONSTRUKCIJE I ODVODNJA Prof. dr. sc. NEDIM NEDIM SULJI! d"#$."%&.&r'(.
•Građevinska jama
prostor unutar kojeg se izvodi temeljenje
prostor siguran za rad
•Izgled građevinske jame
1
dostupan ljudima i mašinama
privremene i trajne mjere zaštite od raznih uticaja
f-ja niza faktora
Nonveiller
nemoguće opisati sve moguće načine izrade građevinske jame
2
1
Tabela: Sistematizacija uslova za rad i metoda izvo đenja građevinske jame
3
•Građevinska jama
privremena građevina
omogućiti izvedbu temelja i dijela podzemne građevine
•Danas veoma zahtjevne građevine
nove tehnologije
svi dijelovi građevinske jame ili neki od njih
trajni dio građevine
4
2
•AB dijafragme
uvijek trajni dio građevine
•Slika dole: -na stijenkama utori
veza sa međuspratnom konstrukcijom
-sidra su privremena kao i razupora
5
•Sidrene AB dijafragme
u potpunosti dijelovi buduće građevine
•Sidrene AB dijafragme
projektovane
opterećenje koje u početku nose sidra
Slika
stijenka trajna, sidra privremena
poslije preuzima građevina
AB dijafragma kao trajni dio građevine sa privremenim sidrima
6
3
•Projekat građevinske jame
dva osnovna dijela:
1) zaštita prostora od urušavanja tla pri iskopu 2) zaštita od vode
oborinska, procjedna
7
ZAŠTITA GRAĐEVINSKIH JAMA PRI ISKOPU BEZ PODZEMNE VODE - Plitke građevinske jame (iskopi za kanale i plitke temelje) Ugao nagiba pokosa građevinske jame
Nagibi pokosa u f-ji vrste tla
8
4
•Koherentna tla
“c” omogućava izvedbu uspravnih zasjeka bez podgrade
•Kritična dubina zasjeka (Dk):
Iskop u neograničenom i ograničenom prostoru
9
•Ne možemo osigurati brzo napredovanje radova (iskop)
rovove podgrađivati ili razupirati građevinsku jamu
•Dijagrami približne ocjene nagiba stabilnosti pokosa u k oherentnim materijalima
f-ja H kosine ; parametara čvrstoće na smicanje (c i ϕ)
Apcisa: mogući ugao nagiba kosine u stepenima Ordinata: Bezdimenzionalni broj stabilnosti izražen kao:
10
5
cr = c računsko ϕr
cr=c / Fsc
= ϕ računsko
tgϕr=tgϕ / Fsϕ
Fsc , Fsϕ = parcijalni faktori za c i ϕ materijala Fsc , Fsϕ
f-ja i pretpostavljene dužine trajanja iskopa,
H građevinske jame stepen seizmičnosti (neka područ ja)
zona seizmičnosti 7o
raspon im je 1,00 – 1,20
zona seizmičnosti 9o
raspon im je 1,20 – 1,45
Bitno: pri upotrebi ovih izraza i dijagrama
provjeriti predložene vrijednosti parcijalnih faktora u EC7
•Nekoherentni materijali
11
nije moguć iskop uspravnih strana bez podgrađivanja
•Mora biti zadovoljen uslov:
12
6
•NPV ispod površine tla, ali iznad dna iskopa
treba ublažiti nagib dijela kosine ispod NV pretpostavka
•Slučaj
vodu crpimo iz građevinske jame
13
iskop po H obuhvata dva ili više slojeva različitih osobina
treba prilagoditi kosinu iskopa osobinama materijala
Homogeno tlo
stabilnost pokosa osigurati promjenjivim nagibom kosine po H
14
7
Berma
Berma
Berma
prekid nagiba kosine smanjuje nagib kosine ukupne H komunikacija između dna građevinske jame i okolnog terena
15
Iskopi sa podgradom: •Podgrađivanje
nekoherentni materijali i skučeni prostor
•Podgrađivanje
razuprte podgrade i pridržane podgrade
•Razupiranje
podgrade rovova čije su stranice dovoljno blizu
•Pridržanja
kosnici, zatege, sidra
•Podupore rovova
nije moguće oplatu razuprijeti
izvedene na licu mjesta ili montažno
veliki broj gotovoh sistema oplata za pridržanje rovova
•Razupore
drvene ; čelične sa navojem i maticom za učvršćivanje ; kombin.
16
8
Razupore
17
•Kanali (rovovi) za infrastrukturu •Plitki iskopi
1 – 2m
podgrade koje nisu zabijene u tlo
obloga podgrade
•Noviji tipovi podgrada
podgrađivanje sa razupiranjem
uski
idu do dna jame
horizontalne daske
elementi koji se mogu kombinovati po potrebi
zabijanje kašikom bagera
problem
zabijanje u nasipe
18
9
Podgrada koja nije zabijena u tlo ispod dna kanala
deformacija u vidu stiskanja u dnu iskopa
19
•Montaža cijevi u kanale (rovove)
osigurati slobodan prostor
spriječiti stiskanje podgrade
na podgradu na određenim L
dodatne uspravne razuprte grede po cijeloj H
20
10
•Iskopi dubine 3 - 4m i slabije vezana tla podgrade sa uspravno položenom oplatom
razlikujemo 3 temeljna tipa iskopa: 1) sa jednostranom uspravnom podgradom 2) sa stepenastom uspravnom podgradom 3) sa zabijenom uspravnom podgradom
21
•Usko specijalizovani izvođači + visoko razvijena industrija oplata za razupiranje
oplate koje se zabijaju u tlo kašikom bagera
Sistem oplata za iskop kanala sa plo čama
22
11
Sistem oplata sa pločama i vodilicama 23
Sistem oplata od čeličnih platica, horizontalne ukrute i razupora
Hor.ukruta Razupora Čel. platica 24
12
•Podupore i sidra •Slika
povezivanje dijelova žmurja
prenijeti p tla na kosnike i sl.
građevinska jama poduprta čeličnim žmurjem sa kosnicima i razuporama
postoji čelični okvir na koji se oslanjaju razupore
žmurje = stijenka
Čelični okvir
25
•Berlinski zid
različite vrste
primjena kod slijedećih slučajeva:
-podgrađivanje dubokih iskopa -NPV nije visoko iznad dna građevinske jame ili je ispod dna jame
•Berlinski zid
suština izvedbe
uspravni nosači
prije početka iskopa postaviti uspravne nosače
tokom napredovanja iskopa nose oplatu
26
13
•Berlinski zid -oplata između nosača
drvene grede, drvene oblice, stare šine,
AB grede, čelični I profili, metalne ploče i sl. •Berlinski zid -veće H
može se sidriti
privremena građevina zaštite građ. jame
•Berlinski zid -primjena kada u tlu postoje veći komadi kamena i nasipi raznog materijala -najpogodniji
srednje do dobro zbijeni S i pjeskoviti G
27
•Građevinska jama -prostor koji mora biti suh -”udubina” u tlu
voda ne može gravitaciono isteči iz jame
građevinski zahvati
odvodnja građevinske jame
-odvodnja pomoću “sakupljača vode”
dovod vode do jednog mjesta na kome postoji prostor za prikupljanje vode iz jame
sastav kanala sa blagim padom dna prema lokalnom recipijentu unutar građevinske jame
iz recipijenta vodu izbacujemo povremeno
vlastita ili vanjska odvodnja oborinskih voda
28
14
•Građevinska jama -veće količine vode i stalan Q
osigurati CS
-CS raznih kapaciteta i vrsta -imati rezervne pumpe
trajno crpljenje vode iz građev. jame
osiguranje gradilišta od poplave
•Građevinska jama -određeni geološki uslovi u tlu
upojni bunar
vodu iz građ. jame upuštati u upojni bunar
bušotina u dnu građ. jame u koju dovodimo vodu voda se potom upušta u dublje slojeve tla
kada je NPV duboko i tlo dovoljno propusno
29
ZAŠTITA OD OBORINSKE VODE Zaštita od vanjske oborinske vode Zaštita od oborinske vode koja padne u građevinsku jamu Zaštita od podzemne vode
30
15
•Građevinska jama -svaku jamu osigurati od vanjske i vlastite oborinske vode -nivo osiguranja od oborinske vode
f-ja režima kiša u područ ju gradnje f-ja godišnjeg doba ; NPV f-ja konfiguracije terena . . .
•Velike građevinske jame -hidrološka analiza projektnih pljuskova
dimenzioniranje uređaja za zahvat i odvodnju voda
31
•Građevinska jama
blokovi za odvodnju kišnice
32
16
ODVODNJA VLASTITE OO!INS"E VODE I# $!AĐEVINS"E JA%E •Uski kanali
uzdužni pad
•Najniža tačka
privremeni bunar
napredovanje radova
•Voda
crpljenje prikupljene kišnice
pomičemo privremeni bunar
odvod u najbližu kanalizaciju ili prirodni recipijent
33
•Građevinska jama velikih tlocrtnih dimenzija: -pažljivo i kontrolisano odvoditi vlastite oborinske vode -hidrološke podloge
odrediti nivo zaštite građevinske jame
1/100 ; 1/200 ; 1/500 PP projektovanog pljuska odrediti broj bunara i pumpi
-dno jame u blagim padovima ka određenim mjestima -u bunare
ugraditi pumpe
-gradilište
neprekidna opskrba energijom za rad pumpi
stalni bunari
neprekidan rad
-svaka pumpa mora imati svoju rezervnu pumpu
dvostruko osiguranje
-odvodnja vode u najbližu kanalizaciju ili obližnji recipijent
34
17
35
ODVODNJA ŠIROKIH ISKOPA OD PODZEMNE VODE Odvodnja iz jame i horizontalne drenaže
•Odvodnja PV iz građevinske jame
osigurati da ne dođe do hidrauličkog sloma
Detalji zaštite kosine pri odvodnji procjedne vode iz građevinske jame
36
18
•Crpljenje PV iz gra đevinske jame: -sabirni kanali i drenovi -dno građ. jame u padu -neki slučajevi
padovi
prikupljanje vode na mjesta iz kojih se crpi
pad ka sabirnim kanalima
gradnja provizornih sabirnih jama koje povremeno premještamo f-ja veličine Q, veličine građ. jame, vrste tem. tla
-crpljenje stalno ili povremeno
37
Horizontalne drenaže •Ne možemo zaštiti pokos od erozije usljed procjeđivanja
postoji dovoljno prostora
•Položaja drenaža •Horizontalne drenaže
•Horizontalne drenaže
drenaža izvan građevinske jame
f-ja hidrogeoloških prilika na gradilištu za manja sniženja NPV sa slobodnim vodnim licem
otvoreni drenažni kanali, drenažni rovovi sa ispunom i sa ili bez dren. cijevi podzemne galerije za odvodnju oko podzem. građev. horizontalne bušotine
•Nekada primjena i Reny bunara
hor. bušotine zrakasto izvedene 38
19
•Drenažni rovovi za horiz. drenaže
dubine do 6m i max. 8m
ne preporučuju se veće dubine rovova
•Plići drenažni kanali
u praksi < 6m
otvoreni
•Iskopi za drenažne rovove •Iskopi većih dubina
sa kosinama ako nisu previše duboki i ima prostora
rovovi sa podgradom
Poprečni presjeci dva drena ispunjena filterskim materijalom sa ugrađenom cijevi
39
•Pad dna otvorenih kanala
voda da ne erodira kanal da nema taloga u kanalu
•Min. uzdužni pad
0,3 promila i rjeđe 0,2 promila
•Otvoreni kanali
oblaganje po potrebi zbog zaštite od erozije
tada bolje izvoditi drenažne rovove
•Drenažni rovovi
manji dotok
sa ili bez cijevi za odvodnju vode
bez cijevi
jače propustan materijal (kamen šakavac)
40
20
•Drenažni rovovi
potrebne mjere zaštite
•Drenažni rovovi
dno rova propusna posteljica
vrsta materijala posteljice
f-ja krupnoće tla u kojem gradimo drenažni rov
poštovati filtersko pravilo
na posteljicu polažemo drenažnu cijev (perforirana)
cijevi
plastične i savitljive perforirane
cijevi
sa omotanim filterom od geotekstila
41
•Pojava geotekstila •Rovovi
gotovo pa ne treba ugrađivati odabrane granularne mater.
oblaganje uz vanjski rub geotekstilom sredina krupnim vodopropusnim materijalom
brža i ekonomičnija gradnja rovova
•Drenažni rovovi
sa ili bez drenažne cijevi
bitno da ne ulazi površinska oborinska voda
vrh drenažnog rova prihvat oborinske vode
zatvoriti glinenim čepom u glineni čep ugraditi montažni betonski rigol
drenove voditi ka recipijentima
42
21
43
•Izvođenje rovova sa kosinama -nagib kosine f-ja vrste materijala u kojem gradimo rov i dubine rova
•Tabela
preporuke nagiba kosine drenažnog rova bez podgrađivanja
•Dubine rova sa kosinama > 5m
treba analiza stabilnosti kosine rova
44
22
•Slika: -način osiguranja građevinske jame od PV horizontalnim drenažama
f -ja odnosa građevine i smjera dotoka PV ; odnosa H dna jame i NPV
-odbrana gradilišta koje se nalazi uz vodotok
45
46
23
•Slike
osiguranje građevinske jame sa visokim NPV daleko od vodotoka
47
Uspravne drenaže •
Dvije vrste uspravnih drenaža: a) sniženje NPV pomoću klasičnih bunara većeg prečnika b) sniženje NPV pomoću cijevnih bunara
a) Izvođenje u nizu ili nepravilnim razmacima
f-ja potrebnog sniženja NPV f-ja oblika prostora koji štitimo
b) Vakuum u sistemu cijevnih bunara pojačava učinak dreniranja
NPV mogue sniziti za 4 – 5m
48
24
Cijevni bunari - iglofilteri
49
50
25
Iglofilteri u dvije visine
51
•Svaki način odvodnje PV
proračun razmaka bunara odrediti njihov R dejstva
stalno sniženje NPV
Odvodnja zaobalnih voda bunarima 52
26
Odvodnja priobalnih voda bunarima
53
Prstenasta uspravna drenaža nizom bunara
54
27
Sistemska uspravna drenaža sa nizom bunara i&međ' (ranjeni) građevinski) jama
55
Kombinovane drenaže •Primjena •Kombinovati
treba zahvatiti površinski i duboki vodonosni sloj drenažni kanali i bunari drenažni rovovi i bunari bunari i cijevni bunari sve tri navedene grupe zajedno
Kombinacija bunara i otvorenih drenažnih kanala (jaraka)
56
28
•Slučaj značajnih sniženje NPV i značajnih dotoka
zbog veće propusnosti tla
često u praksi
•Kombinovani sistemi
nemoguća odvodnja jednim nizom bunara
kombinacija sa cijevnim bunarima
ovisni o stabilnom napajanju EE na gradilištu osigurati dovoljan broj rezervnih pumpi osigurati dovoljan broj pojedinačnih cijevnih bunara
potrebne zamjene i popravke
57
Kombinacija bunara, cijevnih bunara i otvorenih drenažnih kanala (jaraka)
58
29
•Građevinska jama
veoma slabo propusna
odvodnja pomoću drenažnog tepiha
dno iskopa u padu ka odvodnim kanalima
na temeljno postaviti geotekstil
spriječevanje miješanja čestica tla i dren. zasipa
voda se prikuplja u kanalima sa ili bez cijevi
odvod u bunare
primjena ove drenaže kod malih dotoka vode
59
Složena kombinovana drenaža velike površine 60
30
VODONEP!OP*SNE $!AĐEVINE •Vodonepropusne građevine
različite vrste zagatnih stijena
zaštita građevinskih jama kada postoji slobodan prostor i nepropusna podloga
zaleđe iskopa
zadatak
gradnja vodonepropusne stijene od čelika, dijafragmi
u jamu voda da ne dolazi iz podzemlja ili u vrlo malim količ.
zagatna stijena
vodonepropusna uloga i stijena nije nosiva
Vododrživa zavjesa u zaleđu građevinske jame
61
•Tokom iskopa
crpimo vodu koja u manjim količinama dospije u građ. jamu
•Ispod odabrane kote u građ. jami ostaje dio vode
pozitivan učinak na veličinu hidrostatičkog p sa vanjske strane
•Slika
učinak pritiska vode na vododrživu zavjesu (stijenu)
sličan je učinak vode na nepropusnu jezgru nasute brane
Hidrostatički pritisci na vododrživu zavjesu (stijenu) 62
31
•Na vododrživu stijenu djeluje hidrostatički p •Slika
usljed razlike visina vode (slika)
prikaz moguće plohe sloma u pasivnom područ ju (slično kod nasutih brana)
•Pasivni otpor
razlog
javlja se u tlu između stijene i jame
vododrživa stijena oslanja se na tlo i zbija ga
•Unutar područ ja između stijene i jame
kritična klizna ploha
naći kritičnu kliznu plohu
imati zadovoljavajuću sigurnost od pasivnog loma
dimenzioniranje udaljenosti vododržive zavjese od ruba dna građ. jame
Područje moguće pojave kritične klizne plohe
63
Vodonepropusne gra đevine i crpljenje iz bunara •Sistem bunara sa vanjske strane vododržive stijene (zavjese)
sniženje NPV
bunari i vododrživa stijena
smanjuje se razlika H vodnog stupca koji vrši hidrostatički p na zavjesu
tada zavjesa (stijena)
gradnja bliže rubu građ. jame
smanjujemo gradilišni prostor smanjen Q vode u građ. jamu i smanjen hidrostatički p na stijenu (zavjesu)
64
32
