Mehanika Tla i Temeljenje

3. Istražni radovi i uzimanje uzoraka tla

( 1 ) ISTRAŽNI RADOVI I UZIMANJE UZORAKA TLA

Za rješavanje problematike temeljenja različitih objekata, u raznim vrstama tla, potrebno je prethodno definisati geotehničke podloge i osobine tla za razmatrani lokalitet. Osobine tla određuju se laboratorijskim ispitivanjem uzoraka tla i ispitivanjem tla "in situ" koristeći iskustva i saznanja sa ispitivanja materijala sličnih osobina. a laboratorijska ispitivanja uzimaju se poremećeni ili neporemećeni uzor!i tla prema posebno sačinjenom programu istraivanja.

3.UMETODE IZVOĐENJA ISTRAŽNIH RADOVA #ostoji više metoda istraivanja tla na terenu. Obim i vrsta istranih radova, zavisi o karakteru objekta i geotehničkoj sloenosti terena i uslovima građenja. $strani radovi treba treba da prue prue sliku sliku o geo geomeh mehani aničkim čkim,, hidrolo hidrološki škim, m, ininj ininjers ersko% ko% geo geološ loškim kim i drugim drugim osobinama tla na osnovu kojih će se moći provesti ra!ionalno projektovanje. &eomehanički istrani radovi mogu biti veoma skupi zbog čega se provodi sistematsko istraivanje tla polazeći od opštih na detaljnija ispitivanja. 'lo se obično ispituje po etapama i ovisno o značaju, potrebi i obimu provode se sve ili samo neke od etapa. (ve vrste istranih radova i ispitivanja mogu se podijeliti na) *a+ rekognos!iranje terena i prikupljanje podataka *b+ posredna posredna ispitivanja ispitivanja *!+ istrani radovi u tlu sa uzimanjem uzoraka *d+ ispitivanje osobina tla "in situ" *e+ osmatranje osmatranje tla i objekta. Za sve ove radove potrebno je prethodno sačiniti program ispitivanja, sa obimom radova, radova, a nak nakon on proved provedeni enihh ispitiv ispitivanj anjaa dati prikaz rezulta rezultata ta istra istranih nih radova radova sa svim svim prilozima, zapisni!ima o ispitivanju i drugim neophodnim poda!ima. - ovom poglavlju obradit će se prve tri faze istraivanja, dok će zadnje dvije biti razmatrane u posebnom poglavlju. adi opšteg uvtda u vrste, obim i moguće faze izvođenja istranih radova, dat je u tabeli /.0. uobičajen plan aktivnosti za geotehničko projektovanje.

Mehaniko tla

5i

/ Uvod, postanak, vrste i metode istraživanja tla "lan aktivnosti aktivnosti na istraživanju za #eotehni$ko projektovanje projektovanje (Iv%i&, 'rui&, 1).

5

*aela 3.1.

Me!ianika tla

/ Uvod, postanak, vrste i metode istraživanja tla

3.2. REKOGNOSCIRANJE REKOGNOSCIRANJE TERENA I PRIKUPLJANJE PODATAKA

53

Me!ianika tla


4 4 4 4

#rije ispitivanja terena na kome će se objekat podizati potrebno je prethodno prikupiti postojeće podloge i tehničke podatke o terenu i objektima. Ovdje se prvenstveno misli na geodetske, geološke, hidroioške, hidrogeoloske, seizmičke i druge podloge, koje umnogome mogu pomoći pri rješavanju postavljenog zadatka. Površi!"i #r$%&$' #o'r()*+ obuhvata proučavanje postojećih podataka o geološkim prilikama, riječnim tokovima, o podzemnim vodama, o ispitivanjima provedenim na susjednim područjima, te prikupljanje i svih drugih informa!ija o tlu koje mogu dati širi uvid u stanje i problematiku razmatranog područja. #reliminarnim uvidom terena dobit će se opšta slika o morfologiji područja i sastavu t1a na površini iz postojećih zasjeka, jaruga, erodiranih pokosa, već izvedenih objekata itd. egistrovanje podataka o načinu izgradnje postojećih objekata, njihovim mogućim oštećenjima u vezi s temeljenjem, o vegeta!iji, opasnosti od plavljenja, nanošenja materijala, klizanja terena, o izvorima i njihovoj izdašnosti itd. moe korisno.posluiti za usmjeravanje daljnjih ispitivanja, i opštoj pogodnosti terena za izgradnju. G$o&oš"+, i-$*$r!"o  %$o&oš"+, /i'ro%$o&oš"+ i /š0ro&oš"+ istraiv+*+ mogu biti od velike koristi, te je potrebno prije izrade programa ispitivanja razmotriti geološki način i uslove nastanka tla tog područja. &eološkom opserva!ijom dobije se uvid u vrstu stijena, prostiranje nevezanih sedimenata, tektonske prilike, genezu, strukturne i druge međusobne odnose. 2idrogeološkom i hidrološkom interpreta!ijom moe se dobiti predstava o vrsti, nastanku i prav!ima kretanja podzemnih voda, izvorišnih zona, karstifika!iji *skrašenosti+ i dr. (ve ovo moe dobro da poslui za preliminarni izbor loka!ije objekta kao i da se pravilno usmjere i odaberu po obimu istrani radovi, te o!ijeni problematika koja moe da uslijedi na tom području. G$o'$1!"$ #o'&o%$ su neophodne za obradu površinskog pregleda, geoloških studija i svih daljnjih ispitivanja, te ih je potrebno sačiniti ukoliko već ne postoje za to područje. - posljednje vrijeme praktikuje se avionsko snimanje, te se morfologija terena sa svim horizontalnim i visinskim poda!ima u raznim, razmjerama dobije relativno brzo. 3erofotogrametrijski snim!i u boji i infra!rveni snim!i, te stereo parovi avionskog snimka daju dobar uvid u razne detalje na samom terenu *kao promjenu sastava tla i vegeta!ije, reljef terena, tokove vode i si.+ zbog čega se sve više koriste za dobivanje podloga neophodnih za izučavanje tla. #ored ovih podataka potrebno je prikupiti i druge elemente, što ovisi o karakteru objekta kao što su klimatski uslovi, seizmičnost, meteorološki uslovi, opšta stabilnost područja, plavnost, odvodnja ili regula!ija i si. (vi ovi i drugi preliminarni rezultati posluit će za opštu o!jenu pogodnosti područja i izradu programa ispitivanja koji u osnovi treba da sadri) svrhu ispitivanja i problematiku na koju rezultati ispitivanja treba da daju odgovor metode ispitivanja za rješavanje uočenih problema 45 loka!ije istranih radova obim i zadatak svake vrste ispitivanja količine i vrijednost planiranih ispitivanja.

5+

Me!ianika tla


#ovršinsko proučavanje ne moe dati promjenu sastava tla po dubini. adi ovoga se koriste druge istraivačke dubinske metode koje se izvode poslije ove veoma korisne prve faze rada. 5, ,%v

3.3. POSREDNA J DIREKTNA ISTRAŽIVANJA TERENA #osrednim istraivanjem tla sa površine moe se dobiti poloaj, debljina i sastav pojedinih slojeva. Ova ispitivanja mogu posluiti za izradu programa detaljnih direktnih ispitivanja ili daljnjih geofizičkih ispitivanja. &eofizičkim metodama mjere se razlike u određenim geofizičkim osobinama u odnosu na poznatu homogenu sredinu, a zatim se iz ovih razlika pro!jenjuje sastav tla. Obim geofizičke djelatnosti na današnjem stepenu razvoja nauke i tehnike je veoma širok. #rimijenjena geofizika u građevinarstvu, nazvana još i inenjerska geofizika, najue je vezana za probleme geomehanike. - građevinarstvu se primjenjuju slijedeće metode za određivanje geofizičkih konstanti tia) (i) geoelektrične, (ii) geoseizmičke, (iii) radioaktivne, kao i razne vrste karotaa u bušotinama. Ostale geofizičke metode kao što su) gravimetrijske, geotermaine, magiietometrijske, radiometrijske i dr. imaju manju primjenu u građevinskoj praksi. Ovim ispitivanjima mjere se električne, seizmičke i radioaktivne konstante i primjenjuju se kod jednostavnijih geotehničkih odnosa i u kombina!iji sa drugim vrstama ispitivanja. 3.3.1.

'-*0I2 M*-4

Ova metoda ima kod nas najširu primjenu, a zasnovana je na mjerenju električnog otpora u tlu. #rin!ip se sastoji u slijedećem *sl./.0%a+) u tlo se pobiju dvije elektrode 6j i 6 na koje se pusti da djeluje istosmjerna struja iz baterije 7, čija se jakost $ *3+ mjeri pomoću ampermetra, 3. - više se tačaka po profilima pobiju, na različitim razma!ima, sonde (i i ( koje su međusobno povezane za. voitmetar 8. 8oltmetrom se mjeri razlika naporm%poten!ijal 6*8+ između sondi. 6lektrični otpor tla  dobije se prema izrazu) (3.1.) R=2m~(Q.m). azmak između elektrode i sondi postepeno se povećava od ,9 do :9.9 m. -koliko je odstojanje veće, utoliko je veća dubina djelovanja električne struje, te se na taj način mogu izračunati promjene materijala, sa dubinom, a mjerenjem na više profila moe se ustanoviti prostiranje slojeva materijala jednakih električnih osobina. 6lektrični, otpor se mijenja promjenom slojeva, a naročito pri pojavi podzemne vode i stijene. adi toga se ova geofizička ispitivanja uspješno primjenjuju kod određivanja nivoa vode i dubine do stijene ili promjene sloja. -spješna interpreta!ija moguća je samo ako su jednostavni geotehnički odnosi. 6lektrična provodijivost ne ovisi samo o vrsti tla već i o njegovoj strukturi, količini vode u porama i njegovog sastava.

55

Me!ianika tla


;ebljina sloja dobije se iz dijagrama ovisnosti razmaka sondi *a+ i ukupnih otpora *(+. 0+. 6pe7i!i$ni otpor za materijale u tlu *aela 3..

Vr!1+ +1$ri*+&+ :&*(+" Pi*$!+" G&i+ Gr+i1 K+ro+1$ !1i*$$ +&o i!#(4+&$ I!#(4+&$ !1i*$$ !+ %&iovi1o i!#(o L+#orovi1$ !1i*$$

S#$4i5i)i o1#or R . 62 7o/ 8 9 !(/o v&+-o ;<;.<<< =<><< ;
6I. 3.1. 8ema #eoelektri$no# snimanja sa sondama 6j i 6  i elektrodama j i   (aj, te polje poten7ijala u homo#enoj sredini 9).

Ova metoda spe!ifičnog električnog otpora primjenjuje se u vidu) (i) geoelektričnog sondiranja i (ii) geoelektričnog profilisanja. &eoelektrično sondiranje zasniva se na prin!ipu da se simetrično povećava rastojanje između elektroda *6lt 6+ ne mijenjajući poloaj !entra elektrodnog sistema.
SEIZMIBKA ISPITIVANJA

3.3..

5

Me!ianika tla


#ostoji više metoda seizmičkog ispitivanja tla, a najviše se koristi na površini) (i) refrak!iona seizmika, (ii) mikroseizmika. 7rzina širenja longitudinalnih talasa vj u određenoj sredini ovisi o gustoći medija p, dinamičkom modulu elastičnosti  ti ;n i #oasonovom *#oisson+ koefi!ijentu v, ili #oasonovom broju m, tj.) v, 8eza poprečnih *smičućih+ talasa *@s+ i dinamičkih svojstava tla *6d@n i v + moe se dobiti iz izraza) */./.+ gdje je)

% %%%%%%%%%%%dinamički modul smi!anja. */.A.+ B *0 Cv+ Ovako dobivene brzine mogu posluiti za ispitivanje razlika u različitim slojevima tla. #rin!ip rada sastoji se u tome da se na jednom mjestu udarom ili malom eksplozijom izazovu udarni valovi, a na raznim udaljenostima od izvora mjeri se vrijeme reflektovanja signala na geofonu *detektoru+, *si. /..+. egistru+u se direktni, reflektirani i refrak!ijski talasi. $z vremena putovanja talasa do geofona, postavljenih na različitim udaljenostima od izvora, mogu se proračunavati debljine slojeva različite gustoće, odnosno različitog sastava materijala u tlu. Dada se za izvor širenja talasa koristi eksploziv, postavlja se više geofona istovremeno, a kod



5:

Me!ianika tla

udara geofon i registrator mogu biti zajednički, pa se dobiva uvijek samo po jedan podatak. $%89(

6i. 3.. 6eizmi$ko sondiranje terena sa tri sloja razli$itih osoina i to sa putanjama talasa do #eo!ona (a) i hodo#ram rzina (h).

Ova se metoda uspješno primjenjuje za ispitivanje strukturne građe tla na većim dubinama sa površine i iz bušotina. 'lo je obično sa dubinom gušće, te refrak!ioni taiasi stiu prije do geofona iz daljnjih zona, već iz viših površinskih zona pomoću direktnih talasa.
laboratorijskih mjerenja, ali su za praksu prihvatljivi. ?jerenja se mogu obaviti na površini terena i u bušotinama namijenjenim za uzimanje uzoraka. Ova metoda bazira se na vodikovim atomima koji u vodi usporavaju neutrone visoke energije i pretvaraju ih u spore neutrone, a njihov broj ovisi o količini vodikovih atoma u području ispitivanja. ?jereći impulse sporih neutrona moe se uz pomoć badarene krive zaključiti o količini vlage u tlu. $zvor neutrona je obično radioaktivni ameri!ij A0Eberiiij, 8anjske elektronske ljuske atoma minerala tla apsorbuju FE *gama+ zrake koje do njih dospiju. Doličina rasutog @ zračenja registruje se impulsima na &eigerovu *&ajgerovu+ brojaču, a to je mjera gustoće tla koja se uz kompara!iju badarene krive moe izraziti gustoćom, odnosno zapreminskom masom tla. #ostoje š druge metode i prin!ipi kojima se mogu odrediti izvjesne osobine tla na površini i u bušotini kao što su) elektro i radioaktivni karota *prirodna radioaktivnost i gama%gama karota+, bušotinska '8 kamera, akustični karota, bušotinski d ilatometar i dr. #rednost ovih geofizičkih metoda je u tome što se relativno brzo moe doći do podataka o sastavu tla na velikim područjima i što su jeftine. Doriste se za preliminarna ispitivanja većih područja na kojima će se provoditi daljnja detaljnija ispitivanja drugim pouzdanijim metodama. Obično se primjenjuju u kombina!iji sa drugim načinima ispitivanja. G< ( 3.3.+. >-24?2I I6-"I 8HHHHHI - direktne metode za ispitivanje tla po. dubini svrstavaju se !o0+-(i i!"o#i i !o'+-+ (š$*+. Dod sondanih iskopa razlikujemo) (i) sondane jame, (ii) sondana okna ili bunari, (iii) potkopi ili stolne, (iv) zasje!i i (v) rovovi. Doji će se vid sonde primijeniti, ovisi o dubini sondiranja, vrsti i morfologiji tla. Ovaj način istraivanja ima više prednosti u odnosu na indirektne metode, jer direktno dobijamo uvid u sastav tla i poloaj slojeva. $z njih se prema potrebi mogu uzimati poremećeni i neporemećeni uzor!i tla, a kod nekoberentnih materijala neposredno moemo ispitati stišljivost i odrediti prirodnu zbijenost tla. ?eđutim, kopanje sondi je obično dugotrajan, a ponekad i neekonomičan posao.
3

3

6I. 3.3@ Uzdužni (a) i popre$ni () presjek pravou#aone sondažne jame.

0

(ondane jame su pogodne za otkrivanje i ispitivanje pozajmišta materijala za zemljane radove, te za ispitivanje nalazišta građevinskog materijala i industrijskih sirovina. Zavisno od dubine i vrste materijala, iskop u sondanoj jami vrši se razupiranjem bokova jame ili bez razupiranja. - rastresitim pokrivačima obavezno je razupiranje za dubine veće od 0,: m, što se obično reguliše uslovima higijensko % tehničke zaštite na radu. (ondani bunari ili okna mogu imati kvadratni ili okrugli oblik, a rade se u koherentnom ili u nekoherentnom materijalu za dubine veće od A,9 m. 7očne stijenke razuprte su pomoću ramova na razmaku od oko 0,9 m i osigurane oplatom. (ondani bunari imaju promjer ili strani!u kvadrata 0,:%,9 m *si. /.A.%a+. #odzemna voda odstranjuje se posudama ako je priliv vode malen ili pumpama ako je priliv veći. -zor!i se vade iz dobro iskopanog i poravnatog dna, gdje materijal iskopom još nije poremećen.

- nekohererstnim materijalima uporedo sa iskopom vrši se pobijanje latpi uz okvire koji ih razupiru *si. /.A.%b+. 7unari se kopaju i do većih dubina, do 0:,9 m, ali je rad skup i dugotrajan, pa bušenje tu ima prednost. $pak, bunar dajedirektan uvid u slojevitost, kvaiitet i sastav tta u neporemećenoni stanju, a mogu se izvršiti i određena ispitivanja "in situ" u bunaru. #ri iskopu pod vodom i na većim dubinama, u prašinastim i pjeskovitim materijalima, treba voditi računa da ne dođe do hidrauličkog sloma dna, do koga moe doći i pri malim količinama pro!jednib voda. (ondani bunari se primjenjuju i na većim dubinama od 0:,9 m ako je potrebno dobiti pre!izne podatke o inenjersko % geološkim i geotehničkim osobinama tla i ako treba ispitati "in situM određene članove geotehničkog profila. 'ako je npr. u profilu brane 2idroelektrane ama izvršen iskop bunara i do /9,9 m dubine radi utvrđivanja zbijenosti i deforma!ionih osobina osuiine na raznim dubinama.

6I. 3.+. 6ondažni unar sa oplatom od dasaka (a), poijenih daski (j i potkop (7).

#otkopi *stolne+ su obično dimenzija ,9N,9 m razuprti i obloeni daskama i kopaju se za otkrivanje tla u horizontalnom smjeru *si. /.A%!+. Oni omogućuju potpun vizuelan kontinualan uvid u tlo, te vađenje malih i velikih neporemećenih i poremećenih uzoraka tla. #osebno su pogodni za izvođenje "in situ" opita smi!anja ili stišljivosti u velikoj razmjeri, *si. /.:%a+. #otkopi se obično primjenjuju kod padina koje su strmije od /9 stepeni, jer u blaim padinama zahtijevaju dug predusjek. 9,9 m. - njima su provedena predviđena geotehnička ispitivanja stijenskog masiva, vodopropusnost diluvijalne terase, kao i vizueini uvid u stepen njene zapdvenosti nakon injektiranja *sl..=+. askopi *rovovi+ se primjenjuju za uvid u tlo, na većoj duini, koji se često izvode mehanizovano *sl./.:.%b+. Zasje!i se kopaju na padinama i predstavljaju najra!ionalniji oblik za utvrđivanje vrste tla u profilu i za uzimanje uzoraka *sl./.:.%!+.

6I.

3A 5. "ot!7op (a), raskop (B i zasjek (7) u aluviju i stijenskom masivu #dje jeC raskop, zasjek (1), aluvijalni nanos (), ispu7ali uslojeni stijenski (3), ilova$a i laporovita #lina (+), lapor (5) uzimanje uzoraka (), ispitivanje de!orma7ionih mehani$kih i smi$u&ih osoina (:), #eo!izi$ke metode ispitivanja (D), u%otine ().

masiv

3.3.5. 6-24?2 EU8-*I2 ;anas se za sondana bušenja koristi veliki broj raznovrsnih uređaja podešenih vrsti materijala i dubini bušenja. Ovaj način istraivanja ima široku primjenu, jer se bušenjem dospijeva na veće dubine, pojava podzemne vode ne utječe znatno na rad, a izvodi se brzo i moe se primijeniti u gotovo svim tlima. 7ušenje moe da bude ro1+4ioo i ('+ro. Dod rota!ionog bušenja alatka prodire u tlo pomoću rota!ije i pritiska, a kod udarnog bušenje se obavlja udarom. azlikujemo r()o i +Si!"o (š$*$. #reteno se koriste uređaji na mašinski pogon, ali se za manje dubine od oko 9%/9 m mogu koristiti i ručne naprave. 7+8 R()o (š$*$ se obavlja pomoću tronoš!a sa vitlom, četverougaonih sipki za okretanje svrdla debljine A % A9 mm i duine obično /,9 m, sa ruči!om za okretanje, te raznih veličina i oblika svrdla i oblonih !ijevi *sl./..+. Za različite vrste tla upotrebljavaju se različita svrdla kojima se buši rupa i vade uzor!i tla. (vrdla postepeno razrahljuju materijal, zahvaćaju ga i izvlače iz bušotine, te na taj način produbljuju bušotinu. Dada je upotrijebljeni alat prodro toliko duboko ispod dna bušotine da je ispunjen materijalom, pribor se izvlači na površinu i isprazni. Ovim se načinom dobiju poremećeni uzor!i tia, koji slue za klasifika!iju tla i izradu geotehničkih profila. -običajena svrdla su) (i) kašikasta sa t bez proreza, (ii) tanjirasta, ( iii) kupasta, (iv) spiralna, (v) dlijetasta, (vi) kutijasta, zatim (vii) šapa za pijesak i sitan šljunak, (viii) sandučasto svrdlo i druga *sl./..%b%j+.

/ Uvod, postanak vrste i metode istraživanja tla

6I.3,. 'arnitura za ru$no u%enje sa trono%7em, vitlom, 7ijevima. %ipkam7t i svrdlom u u%otini (a), te raznim svrdlima m u%enjeC ka%ikastim sa prorezom () i ez proreza (7), tanjirastim (d), kupastim (ej, spiralnim (!), dlijetastim (#), kutijastim (h), u oliku %ape za sitan %ljunak i pijesak (i) i sandu$astim (j).

K+ši"+!1o !vr'&o sa prorezom ili bez njega !ilindričnog je oblika sa čeličnim sječivom na donjem kraju i na prorezu, a upotrebljava se za bušenje u tvrdoj glini i ilovači, odnosno bez proreza koristi se u mekšoj i trošnoj glini i ilovači. T+*ir+!1o !vr'&o ima sječivo koje se obavija i širi oko osovine svrdla, odozdo prema gore, a na tanjirima se zadrava uzorak. -potrebljava se za bušenje u mehkoj glini ili ilovači. K(#+!1o !vr'&o donjim dijelom buši tlo, a uzorak se puni odozgo u kupasti sud. Doristi se za rastresita pjeskovitošljunkovita tla. S#ir+&o !vr'&o je u obliku spirale po !ijeloj duini.
.5. Istražni radovi i uzimanje uzoraka tla

;lijeta se koriste za bušenje komada kamenja, stijene i krupnozrnatog nanosa, a ovisno o čvrstoći stijene obli!i sječiva su različiti. K(1i*+!1o !vr'&o upotrebljava se prilikom uzimanja uzoraka iz mulja, rastresitih prašinastih i pjeskovitih materijala ispod nivoa vode.
6I. 3.:. 8ematski prikaz rota7ione u%ili7e sa vaFenjem jez#ra (a), sa jednostrukom () i dvostrukom (7) jez#renom 7ijevi, #dje jeC saoni$no postolje (I), po#onski motor (), vitlo (3), toranj (+), ispirna #lava (5), u%a&e %ipke (). potisno 7rijevo (:), hidrauli$ka rota7iona #lava (D). postolje za odvijanje %ipke, (), zidovi u%otine (1G), jez#rena 7ijev (1H), vodi7a pre$nika u%otine (1), drža$ jez#ra (13), hvata$ za kidanje i dizanje jez#ra (1+), kruni7a (15), ostatak pri kidanju jez#ra (H), u%a&a %ipka (1:), jez#rena 7ijev (1D), unutarnja 7ijev (1), vanjska 7ijev (G), diza$ jez#ra (1), sje$ivo jez#ra (), stijenski masiv (3).

-rušavanje bušotina u lošem tlu sprečava se zaštitnim čeličnim !ijevima, odnosno oblonim kolonama. #romjer bušotine moe biti između 9 i 0:9 mm, te su oblone kolone za : Q 09 mm većeg prečnika ođ svrdla. Lijevi su duine 0 R / m i nabijaju se posebnim

Mehanika tla

3


maljem, a spajaju nastav!ima. #rva donja šipka je na donjem kraju zaoštrena radi lakšeg pobijanja u tlo. 6fekat ručnog bušenja iznosi :,0 % K,9 m za osam sad, što ovisi o vrsti tla. b+ M+ši!"o ro1+4ioo (š$*$ izvodi se u tlu i stijenskom masivu pomoću posebnih bušili!a koje se sastoje od 1or*+, posebnog o1or+ i vi1&+ za bušenje sa ro1+4ioo %&+vo koja se kreće i utiskuje busačke šipke i kruni!e za bušenje *sl./.K.%a+. - mekšim materijalima busenje se izvodi svrdlima u obliku ribljeg repa ili sa nazubljenom krunom, a a tvrde materijale koriste se krune obloene tvrdim metalom ili dijamantne kruni!e *si./.>.+. $z tla jezgro se vadi jezgrenom !ijevi ili pomoću dvostruke srne !ijevi *s(./.K.%b%!+. Ovo vađenje jezgra u tvrdim materijalima moe biti i neporemećeno.

6I. 3D. runi7e za u%enjeC prstenaste nazuljene lankostijene Jidia kruni7e K+1+ mm (I), isto kao (I) samo deelostijene (ii), pune troperne Jidia kruni7e sa otvorom za dovod zraka ili isplahi (ili), pro%irena kruni7o (I<) B križna JLdia kruni7a za udarno rota7iono u%tnje (<), Fijamanlsk$ kruni7e za duplu i oi$nu sržnu (
-rušavanje bušotine sprečava se za!jevljivanjem bušotine !ijevima duine /,0 m, a u nekim materijalima, radi povećanja spe!ifične mase, koristi se isplaka od suspenzije gline sa doda!ima ili bez njih. Za rota!iono busenje koristi se bušenje sa punom krunom, svrdlom, kontinualnim jezgrovanjem i ispiranjem.
Mehanika tla

+


- praksi se najčešće primjenjuje sondano ručno iii mašinsko bušenje sa vađenjem jezgra. - tom slučaju u tlo se rota!ijom utiskuje !ijev, koja na donjem kraju ima spe!ijalnu kruni!u za bušenje, a na gornjem kraju je preko čeličnih sipki pričvršćena za stroj kojim se izazivaju rota!ije.
6I.3.. "odru$je naprezanja u vi%eslojnom tlu, za %irine temelja  i sa #rani$nom linijom naprezanja ve&om od 5N prosje$no# pritiska na tlo (aj i tlo7rt liskih temelja sa oznakama za prora$un potrene duine sondiranja ().

D(i+ (š$*+ za ispitivanje tla, odnosno masiva, ovisi od niza faktora, kao Pto su) (i) vrsta tla, njegova heterogenost i raspodjela slojeva po dubini, (ii) osjetljivost objekta na slijeganje, njegov značaj i veličina, (iii) oblik, veličina i način temeljenja, (iv) opterećenje tla ispod temelja, (v) raspoloivost geotehničkih i drugih podataka o tlu, itd. #ri o!jenjivanju nosivosti slojeva tla i dubine bušenja treba imati u vidu raspodjelu naprezanja u tlu.
Mehanika tla

5


(tišijivost sioja  gotovo neće imati uti!aja na slijeganje temelja širine h a on će se znatno stisnuti pod uti!ajem temelja Pirine E4. Zbog toga dubina i prostor koji moramo obuhvatiti ispitivanjem ovisi o karakteristikama objekta, ali i od intenziteta i vrste opterećenja.
*!+ *d+ ,0 *e+ *f+

(3..)

kao i kod usamljenih zidova i stubova. - ovom posljednjem slučaju dubina ispitivanja određuje se izrazom) 4 4  E, ako je spe!ifično opterećenje tla temelja p Q 099 k2/m , odnosno 4 4 T G,G . p. E, ako je spe!ifično opterećenje tla temelja p 4 099 k2/m , gdje je E širina najšireg temelja izraena u metrima. 3ko je odnos duine temelja *U+ prema njegovoj širini *7+ manji od )0, dubina ispitivanja terena smanjuje se za 9S. 3ko se prema prethodnim izrazima dobije dubina ispitivanja manja od m, ispitivanje tog terena mora se izvršiti do dubine od ,9 m, izuzev ako se dođe do nosivog sloja na dubini manjoj od ,9 m. ;ubina ispitivanja terena računa se uvijek od dna temelja *(l,/.=.%b+. 3ko su površine temelja, spe!ifično opterećenje i osjetljivost objekta, odnosno njegovog dijela, na neravnomjerno slijeganje značajni, kao i kada nosivost tla opada sa dubinom, tlo se sondira na većim dubinama. Za ispitivanje stabilnosti kosina kod građenja saobraćajni!a, brana, odlagališta i si., dubina ispitivanja mora biti veća, jer se radi o spe!ifičnim objektima i opterećenjima. 7roj sondi nije posebno propisan. Za male i lahke građevine uzima se jedna, ali za veće četiri *u četiri ugla+, pet ili više njih. 3ko se slojevi između dvije susjedne bušotine gube. između njih se buše nove. Obično se buši na odstojanjima od oko 9,9 Q A9,9 m, s tim da se nakon njihovih bušenja odluči o potrebi daljnjih bušotina. 6urokod K *6uro!ode K+ detaljnije opisuje razmak između istranih tačaka i njihovih dubina, koji trebaju da se odabiru na bazi informa!ija o geološkom sastavu, Mehanika tla




ustavima tla, oblika i veličine gradilišta, vrsti konstruk!ije i geotehniekoj kategoriji. Dod nasipa minimalna dubina ispitivanja treba da bude ograničena na sloj u kojem je raspodjela napona manja od 09S od ukupnog slijeganja. azmak između istranih tačaka treba da bude normalno između 099,9 % 99,9 2$. 3ko se štedi u istranim radovima, štete mogu biti u velikim troškovima zbog pretjeranog uzimanja koefi!ijenata sigurnosti temelja i konstruk!ije, u povećanim troškovima građenja za slučaj naknadnog ispitivanja zbog promjene načina temeljenja i u štetama zbog slijeganja i oštećenja objekta.

3.=. *LJZIMANJE UZORAKA TLA I STIJENA adi ispitivanja fizičko%mehaničkih osobina tla i kamena, kao i radi identifika!ije, uzimaju se na razne načine odgovarajući uzor!i. -zimanje uzoraka tla vrši se r()o iii !+ši!"i iz sondanih jama, potkopa, bunaraI (tolni, zasjeka i bušotina. -zor!i se vade poremećeni i $#or$$$i. V+0$*$ #or$$$i/ (For+"+ vrši se kontinualno iz sondanih bušotina, na osnovu čega se dobiju poda!i o mjestu promjene slojeva i vrsti materijala du !ijele bušotine. Za vrijeme bušenja odmah se vrši klasifika!ija jezgra i poda!i se unose u odgovarajuće formuiare izvještaja o bušenju. 8ađenje jezgra tla vrši se uvrtanjem sonde uz istovremeno pritiskivanje ruči!e iii udarom na način da se sonda podigne do 0.9 m i naglo pusti da proizvede udar na tlo. #oremećeni uzor!i pakuju se u sanduke sa pregradama uz oznaku svakog uzorka, broja bušotine i dubine vađenja uzoraka. UFi+*$ $#or$$$i/ (For+"+ vrši se iz sondanih iskopa i iz sondanih bušotina pomoću posebnih metalnih !ilindara različitih konstruk!ija.
Mehanika tla

:


3.+.1.

0U2- URIM2= UR-0

učno uzimanje uzorka zahtijeva paljiv i postepen rad na odsije!anju uzorka ručnim alatom, kao što je to prikazano na sJi!i /.0O.%a i b. - sondanim iskopima ručno uzimanje uzorka obavlja se i pomoću metalnog !ilindra sa sječivom *si. /,09.%đ+, iz neporemećenih stepeni!a iti dna sondane jame. #ripremljen uzorak stavlja se u sanduk, zatim se odsiječe posljednja strana uzorka, premae parafinom, ili obloi drugim izola!ionim folijama, zapakuje se i sa oznakama i zapisnikom dostavlja laboratoriji za ispitivanje *sl./.09.%!+. ;anas postoje i posebni mali kontejneri za pakovanje i transport uzoraka tla.

(C)

6I.3.1G. "ostepeno ru$no istje7anje neporeme&eno# uzorka tlaC sa dna sondažne jame (a) i sa okova (), sa zavr%nim odsije7anjem i pakovanjem u sandukS (7j, kao i uzimanje neporeme&eno# uzorka tla pomo&u metalno# 7ilindra sa sje$ivom (d).

Mehanika tla

D


Mehanika tla




3.+..

!V

MT2I- URIM2= UR-0

?ehaničke naprave i strojevi koriste se za vađenje rteporemećenih uzoraka tla iz sondanih bušotina, pomoću !ilindra koji se sastoji od !ijevi u sredini, noa na donjem i glave na gornjem kraju *si. /,ll.%a+. Lilindar se ručno *si. /..%a+ ili mašinski *s1. /.K.+ preko noa mehanički utiskuje u tlo, a uzorak, ulazeći u !ilindar, potiskuje zrak i vodu koji se ispuštaju na poseban ventil u glavi !ilindra. #rilikom prodiranja !ilindra u tlo i ulaska uzorka u !ijev ventil se otvara tako da ne dolazi do pojave pritiska usijed vode i vazduha, te ne dolazi do poremećaja uzorka pod pritiskom. Dada se !ijev ispuni, ventil se automatski zatvara, jer se pritis!i izjednačuju. -zorak u !ilindru vadi se izvan bušotine pomoću bušačkih Pipki. Lijev !ilindra moe biti od jednog dijela ili je uzduno podijeljen na dvije polutke radi lakšeg vađenja uzorka. ade se !ilindri sa dvostrukom !ijevi, pri čemu je vanjska metalna, a unutarnja plastična. $z osjetljivog materijala vade se uzor!i pomoću !ilindra sa tankim stijenkama od spe!ijalnog čelika *si. /.00.%b+. -tiskivanjem !ilindra izaziva se stanovit poremećaj tla, jer je utisnuti volumen !ilindra veći od prostora za uzorak *si./.0.+. - prvoj fazi nastupa rastresanje materijala, pa je visina utisnutog dijela *h+ manja od formirane duine uzorka *E+, tj.h Q 0. Dada se !ilindar ispuni do veće visine, onda se uzorak sabije, jer djeluju sile trenja po obodu stijenke !ilindra i uzorka tako daje ukupna duina uzorka *U+ obično manja od dubine zabijanja *2+, tj. 2EU 4 0. adi dobivanja uzoraka sa što manjim poremećajem dimenzije !ilindra i noa moraju odgovarati određenim zahtjevima i biti u propisanim toleran!ijama. #oremećaji pri utiskivanju !ilindra bit će zadovoljavajući ako je odnos površina *si. /.00.%a+) 4   4  >  @<<78, 4l ili ) f */.K.+  R 4 V 4  TV6HIa.lOO*S+, 4  unutar grani!a 09S Q a A 0:S u prvom i manje od 09S u drugom slučaju. 8anjski prečnik noa *E+,,+ veći je od unutarnjeg prečnika noa *3t+, usijed čega dolazi do deforma!ije tla pri utiskivanju noa u tlo *sl%/.0 l.%a+. (manjenje ovoga odnosa postie se izradom tankostijenih !ilindara od čelika velike otpornosti *sl./.0$.Rb+. Odnos unutarnjih prečnika !ijevi (4u ) i noa 4W predstavljen je izrazom) 4W 4 %5099 *S+, */.>.+ XW koji treba da se kreće u grani!ama između 9 W LV W :S za !ilindar male duine i 5N W W W 05N za !ilindar veće duine. #rilikom utiskivanja !ilindra pojavi se trenje uzorka o zid !ijevi čija veličina ovisi o razli!i unutarnjih prečnika !ijevi *X4V+ i noa *X4V+. 3ko je ovaj odnos previše malen, Mehanika tla

:G


trenje uzorka o stijenke je preveliko i previše će se zbiti, a ako je odnos prevelik, uzorak će se previše raširiti, što utiče na njegovu neporemećersost.

+

65.ll. ilindri za vaFenje neporemeienih uzoraka sa deelim dvodijelnim stijenkama (a) i hmkosiijenim stijenkama (), pri $emu jeC #lava sa ventilom (1), dvodijelna 7ijev za uzorak (2) i nož za rezanje (ij.

Odnos spoljnih prečnika noa i !ijevi *L9+ dat je izrazom *(i./.01.%a+)

X4, 4 */.=.+ ur i treba da se kreće za mehko tlo L9" 9, a za čvrsto L9W /S. #ri utiskivanju !ilindra u tlo nastaje otpor tla na vanjskoj !ijevi i on je najveći ako je vanjski dijametar !ijevi *!+ jednak vanjskom dsjametru noa *;v+. adi smanjenja ovoga uti!aja dovoljno je da ;. bude nešto manji od ;v% Odnos duina uspostavljen je preko koefi!ijenata jezgrovanja Lr *s0./.$.%d+ slijedećim odnosom) Y Qt%.jHoo *S+

T

C,,

73.@<.8

Mehanika tla

:1

a)

bi

c )

‘t

63=. 4e!orm a7ije iia izazvan e utiskiva njem 7ilindra za vaFenje , nepore nte$eni h uzoraka , 7ilindar na dnu u%otin e (aBQ rastresa nje materij ala (), zhijanje u kona$n oj !azi (7), koe!i7ij ent jez#rov anja uzorka (d) i poreme &aj da ispod noža (e), (2onvei ller, 1DH).

i ne bi trebao preći vrijed nost od *0% +  u , odnos no [09S od jedini !e. ; uina nepor emeć enog uzork a usvaj a se da iznosi )  4u QQ : 4u za nekoherent oo tlo / 4u QQ 09 4u za koherentno tlo. # riliko m spušt anja !ilind ra kroz neza! ijevlj enu bušot inu otvor

en !ilind ar moe da sa strana naku pi pore meće ni dio mater ijala. ;a bi se ovo izbje glo, konst ruisa n je !ilind ar sa klipo m *sl./. 0/.+. koji je učvrš ćen uz no dolje dok se !ilind ar spušt a. Dada se

počne uzim ati uzora k, oslob odi se klip i !ijev !ilind ra se utisk uje dok se ne napu ni. #oslij e se klip fiksir a i izvlač i uzora k, koji se zadr ava pomo ću vaku uma. Oster berg je konst ruisa o ovaj tip

!ilind ra tako da se !ijev utisk uje hidra ulički oko klipa koji je nepo kreta n *sl./. 0/.+, čime je elimi nisan sloe n meha niza m za \iksir anje i oslob ađanj e kiipa.

*a+

*bi

i!l

6I. 3.13. ilindar za neporeme&ene uzorke s klipom tipa -sterer#C klip u 7ilindru za uzorak (1), 7ilindar za uzorak (), vanjski 7ilindar (3), %uplja %ipka m usenje (+), klip s 7ilindrom (5), %uplja %ipka za vaFenje 7ilindra (), otvor u 6ipki za iza7ivanje vode (:), #lava ureFaja sa otvorima za hidrodinami$ko potiskivanje 7ilindra (Dj, otvor za iza7ivanje vode (), 7ilindar spu%ten na dno u%otine (.1G) (a), !aza hidrauli$ko# utiskivanja 7ilindra () 7ilindar za uzorak utisnut do kraja, voda za potiskivanje klipa izlazi kroz otvore : i  (7), (2onveiller, 1D1).

Puplja šipka klipa na donjoj grani!i hoda ima otvor kroz koji izlazi tekućina kada dođe u krajnji poloaj, te se ovim automatski isključuje mogućnost zbijanja uzorka, kada bi se !ijev utisnula due od njegove unutarnje duine, što se dešava kod prethodnih tipova. $z nekoherentnog tla teško se mogu uzeti neporemećeni uzor!i, te se ovi obični !ilindri ne mogu koristiti, jer se stvara turbulen!ija u vodi i postepeno ispiranje i ispadanje uzorka iz !ilindra. 7ishop je konstruisao uređaj za vađenje uzoraka pijeska gdje se uz pomoć zvona i isplake utiskuje tankostijeni !ilindar u pješčano tlo *sl./.0A.+. 'ankostijeni !ilindar utiskuje se sa dna bušotine u posebnom zvonu u koje se on uvuče kada se uzorak vadi. 7ušenje se vrši uz pomoć bentonitske isplake, kako bi se smanjila turbuien!ija i postepeno ispiranje pijeska. #osebnim vodom dovodi se zrak u zvono usijed čega se na dnu vlanog uzorka, kroz koji je prodrla i bentonitska ispiaka, stvara mala kohezija, koja osigurava dovoljnu čvrstoću da se uzorak zadri u !ilindru za vrijeme izvlačenja. -zorak pijeska je gotovo nemoguće

ugraditi u aparate neporemećen, ali daje dosta dovoljan podatak, o poroznosti materijala.  A Z A @ uti A ZA H skivanj e vađenje dovod zratav .zacjevljenje cijevi za zvono Šipke za utiskivanje ciindara _ isplako JHiJT cilindar

lankostjem isplaka

Mehanika Tla i Temeljenje

Recommend Documents