5 Geotechnické konstrukce

Geotechnické konstrukce

5 Geotechnické konstrukce 5.1 Úvod Pro navrhování geotechnických konstrukcí, tedy i souvisejících s mostními konstrukcemi, platí „materiálová“ norma ČSN EN 1997 a neustále se zvětšující množství „technologických“ norem. Oba typy norem musí být při návrhu respektovány. Norma ČSN EN 1997 má dvě části: Část 1 [17], obsahující obecná pravidla navrhování geotechnických konstrukcí, a Část 2 [21], která se týká průzkumu a zkoušení základové půdy polními a laboratorními metodami a mj. doporučuje rozsah a hloubkový dosah průzkumných prací pro základní typy stavebních konstrukcí..V následujícím textu bude hlavní pozornost věnována EN 1997-1 [17]. Na rozdíl od většiny dosavadních ČSN i ostatních „materiálových“ Eurokódů, citovaných v této publikaci, EN 1997-1 neobsahuje žádné konkrétní postupy a analytické metody (vzorce) návrhu geotechnických konstrukcí. (Výjimku představují mezní hodnoty zemních tlaků a výpočet únosnosti plošného základu, doporučené v informativních přílohách C, D a G.) EN 1997-1 obsahuje prakticky pouze soubor dosti obecně formulovaných zásad a aplikačních pravidel. Hlavní příčinou je to, že většina geotechnické problematiky není jednoznačně a všeobecně uspokojivě vyřešena. O tom svědčí existující velké množství různých metod řešení, často poloempirických. Různé země preferují na základě historické zkušenosti různé metody, a proto nebylo možno v rámci celé Evropy dojít k jednoznačně akceptovaným metodám návrhu. Tento přístup má dva důsledky: Zkušenému projektantovi v oboru geotechniky nepřináší EN 1997-1 prakticky nic nového. Zde uvedené zásady a pravidla by aplikoval na základě své zkušenosti a znalosti problematiky; výhodou je jejich úplný soupis, který omezuje možnost opomenutí. Současně EN 1997-1 umožňuje zkušenému projektantovi zachovat metody a postupy návrhu, na které je zvyklý a jejichž výstižnost, rezervy a omezení zná ze své dosavadní praxe. Problematika EN 1997-1 se pro něho zúží prakticky pouze na výběr vhodného návrhového přístupu, tj. převod charakteristických hodnot na návrhové. A to ještě při poměrně nekonkrétní definici charakteristických hodnot geotechnických parametrů jako „obezřetný“ až „velmi obezřetný“ odhad a možnosti „doladění“ výsledku pomocí modelového faktoru. Nezkušenému projektantovi však EN 1997-1 neposlouží jako učebnice typu „jak navrhovat“. Vzhledem k povaze EN 1997 i souvisejících „technologických“ norem je jakýkoliv zkrácený výtah textu neúplný a nemůže nahradit seznámení s plným textem norem. Může pouze naznačit, co lze od EN 1997 očekávat, a poukázat na některá problematická nebo zvýšené pozornosti hodná místa, jejichž výklad nemusí být pro stručnost a obecnost textu jednoznačný, nebo naopak zásadní pro správné pochopení problematiky a korigování nepřesných povrchních soudů. Stejně tak vzorové výpočty a poznámky je nutno chápat především jako ukázku aplikace jednotlivých návrhových přístupů, ale vlastní metodika výpočtu je kompetencí a zodpovědností autora geotechnického návrhu. Dosavadní (únor 2010) Národní příloha umožňuje použití libovolného ze všech tří návrhových přístupů uvedených v EN 1997-1. Výběr je opět ponechán na vůli a zodpovědnosti autora geotechnického návrhu.

232

Geotechnické konstrukce

5.2 Obsah ČSN EN 1997-1 V této kapitole bude uveden obsah EN 1997-1, který poskytne stručný přehled geotechnických konstrukcí a související problematiky, jimiž se norma zabývá. (Názvy jednotlivých kapitol jsou celkem výstižné a charakterizují jejich obsah.) Pro ilustraci obsahu normy budou podrobněji uvedeny a komentovány kapitoly: Zásady navrhování geotechnických konstrukcí, mající všeobecnou platnost a mj. definující jednotlivé návrhové přístupy. Kapitoly zabývající se návrhem plošných a pilotových základů a stručně, zejména z hlediska výpočtu tlaku na mostní opěru, i kapitola Opěrné konstrukce. Významná je i normativní příloha A, která obsahuje tabulky dílčích součinitelů, českou Národní přílohou k únoru 2010 nezměněných. Její obsah bude částečně uveden v kapitolách zabývajících se výše uvedenými třemi základními typy geotechnických konstrukcí. Obsah ČSN EN 1997-1 1 Všeobecně 2 Zásady navrhování geotechnických konstrukcí 3 Geotechnické údaje 4 Stavební dozor, monitoring a údržba 5 Násypy, odvodňování, zlepšování a vyztužování základové půdy 6 Plošné základy 7 Pilotové základy 8 Kotvení 9 Opěrné konstrukce 10 Hydraulické porušení 11 Celková stabilita 12 Násypy Přílohy: A (normativní) – Dílčí součinitele pro mezní stavy porušení B (informativní) – Podkladové informace o dílčích součinitelích pro návrhové přístupy 1, 2a3 C (informativní) – Ukázkové postupy pro stanovení mezních hodnot zemních tlaků na svislé zdi D (informativní) – Příklad analytické metody pro ocenění únosnosti podloží E (informativní) – Příklad empirické metody pro ocenění únosnosti podloží F (informativní) – Ukázkové metody výpočtu sedání G (informativní) – Vzorová metoda pro odvození únosnosti plošných základů na hornině H (informativní) – Mezní hodnoty sedání základů a konstrukčních deformací J (informativní) – Seznam kontrolních činností pro stavební dozor a vykonávání monitoringu Národní příloha (informativní)

233

Geotechnické konstrukce

5.3 Zásady navrhování geotechnických konstrukcí 5.3.1 Geotechnické kategorie Nalezení správné geotechnické kategorie má podobný význam jako v ČSN 73 1001 [32] – určuje obecné požadavky na preciznost použitých geotechnických parametrů a návrhových postupů. Na rozdíl od ČSN však je charakteristika jednotlivých kategorií obecnější a umožňuje více subjektivního přístupu, zejména na rozhraní mezi jednotlivými kategoriemi. To nemusí být vždy na závadu, neboť každý může posoudit své dosavadní zkušenosti a zvolit preciznější analýzu, nebo naopak rutinnější přístup v dobře známých případech. Vcelku jsou však geotechnické kategorie blízké těm z ČSN 73 1001: 1. geotechnická kategorie Pouze malé a relativně jednoduché konstrukce, pro které je možné zajistit, že základní požadavky budou splněny na základě zkušenosti a kvalitativního geotechnického průzkumu se zanedbatelným rizikem, tj. např. zanedbatelné riziko ztráty celkové stability nebo pohybů základové půdy, základové poměry známé ze srovnatelné místní zkušenosti a dostatečně spolehlivé, neprovádí se výkop pod HPV nebo podle místní srovnatelné zkušenosti nebude komplikovaný. Používat se mohou rutinní postupy pro návrh a provádění geotechnických konstrukcí na základě pouze kvalitativních geotechnických údajů; 2. geotechnická kategorie Konvenční typy konstrukcí a základů s běžným rizikem nebo jednoduchými základovými poměry či zatěžovacími podmínkami, tj. např. plošné, roštové a pilotové základy; stěny a ostatní konstrukce zadržující nebo podporující zeminu nebo vodu; výkopy; mostní pilíře a opěry; násypy a zemní práce; zemní kotvy a ostatní systémy, které vnášejí zatížení zpět do základové půdy; tunely v tvrdých neporušených horninách nevyžadující zvláštní požadavky na vodotěsnost nebo jiné požadavky. Používat se mají kvantitativní geotechnické údaje a rozbory, mohou se používat rutinní postupy pro terénní a laboratorní zkoušky, návrh a provádění. 3. geotechnická kategorie Konstrukce nebo části konstrukcí, které nespadají do 1. a 2. geotechnické kategorie, tj. např. velmi velké nebo neobvyklé konstrukce; konstrukce vyvolávající abnormální riziko nebo konstrukce ve složitých základových poměrech nebo konstrukce složitě zatížené; konstrukce ve vysoce seizmických oblastech; konstrukce v oblastech pravděpodobné nestability staveniště nebo stálých pohybů základové půdy, které vyžadují zvláštní průzkum nebo speciální opatření. Zde již nemusí být EN 1997-1 dostatečným vodítkem pro návrh – 3. geotechnická kategorie má obvykle zahrnovat alternativní ustanovení a pravidla k těm v EN 1997.

234

Geotechnické konstrukce

5.3.2 Návrhové situace Musí se uvažovat jak krátkodobé, tak dlouhodobé návrhové situace. Podrobná klasifikace návrhových situací v geotechnickém návrhu má zahrnovat:  zatížení, jejich kombinaci a zatěžovací případy;  obecnou vhodnost základové půdy, na které je umístěna konstrukce, vzhledem k celkové stabilitě a pohybům základové půdy;  dispozici a klasifikaci různých zón zeminy, horniny a prvků konstrukce, které se uplatní v jakémkoli výpočetním modelu;  sklon podložních vrstev;  hornické práce, kaverny nebo jiné podzemní konstrukce;  v případě konstrukcí spočívajících na nebo blízko hornin: mezilehlé tvrdé a měkké vrstvy; poruchy, pukliny, trhliny; možnou nestabilitu horninových bloků; vyluhované dutiny jako jsou závrty nebo trhliny vyplněné měkkým materiálem a pokračující proces vyluhování;  prostředí, uvnitř kterého je vypracován návrh: vliv vyplavování, eroze a výkopu, vedoucí ke změnám v geometrii zemského povrchu; vliv chemické koroze; vliv zvětrávání; vliv promrzání; vliv dlouhodobého vysoušení; vliv změn výšky hladiny podzemní vody, včetně vlivu odvodnění; možných povodní, poruch drenážního systému, využití vody; přítomnost plynů unikajících ze základové půdy; ostatní účinky času a prostředí na smykovou pevnost a ostatní vlastnosti materiálu, např. vliv děr způsobených zvířaty;  zemětřesení;  zemní pohyby zapříčiněné dolováním nebo jinými aktivitami;  citlivost konstrukce na deformace;  vliv nové konstrukce na stávající konstrukce, inženýrské sítě a místní prostředí.

5.3.3 Zatížení při návrhu výpočtem Při navrhování geotechnických konstrukcí se má uvažovat jako zatížení:  tíha zeminy, horniny a vody;  napětí v základové půdě;  zemní tlaky a tlak podzemní vody;  tlaky volné vody, včetně tlaků vln;  tlaky podzemní vody;  průsakové síly;  užitná nebo vložená zatížení z konstrukcí; 235

Geotechnické konstrukce  zatížení povrchu;  vázací síly;  odstranění zatížení nebo výkop základové půdy;  dopravní zatížení;  pohyby vyvolané dolováním nebo jiným budováním podzemních prostor nebo tunelováním;  bobtnání a smršťování vyvolané vegetací a změnami podnebí nebo vlhkosti;  pohyby vyvolané sekundární konsolidací nebo usmyknutím nebo sedáním masy základové půdy;  pohyby vyvolané degradací, disperzí, dekompozicí, vlastním zhutňováním a rozpouštěním;  pohyby a zrychlení vyvolané zemětřesením, výbuchy, vibracemi a dynamickými zatíženími;  vliv teploty, včetně účinků mrazu;  zatížení ledem;  zavedená předpětí v zemních kotvách nebo rozpěrách;  negativní tření.

5.3.4 Vlastnosti základové půdy při návrhu výpočtem Vlastnosti zemních a skalních masivů kvantifikované geotechnickými parametry se musí získat z výsledků zkoušek přímo nebo korelací, teorií nebo empiricky nebo z jiných relevantních údajů. Hodnoty získané z výsledků zkoušek a ostatní údaje se musí pro uvažovaný mezní stav přijatelně interpretovat. Pozornost je třeba věnovat rozdílu mezi vlastnostmi základové půdy a geotechnickými parametry získanými z výsledků zkoušek a těmi, které řídí chování geotechnické konstrukce. Rozdíly mohou způsobit následující faktory:  četné geotechnické parametry nejsou pravé konstanty, ale závisejí na úrovni napětí a způsobu deformace;  stavba zeminy a horniny (puklinatost, vrstevnatost nebo velké částice) může hrát různou roli při zkoušce a v geotechnické konstrukci;  vliv času;  účinek prosakující vody na snížení smykové pevnosti zemin a hornin;  možný účinek změkčení dynamickým zatížením;  křehkost nebo tažnost zkoušené zeminy a horniny;  metoda výstavby geotechnické konstrukce;  vliv kvality provádění na uměle nasypanou nebo zlepšenou základovou půdu;  vliv stavební činnosti na vlastnosti základové půdy.

236

Geotechnické konstrukce

5.3.5 Charakteristické hodnoty geotechnických parametrů Na začátku této kapitoly je třeba upozornit, že dosud nepanuje jednotný názor na to, co je přesně (z kvantitativního hlediska) charakteristická hodnota geotechnických parametrů, kterou dílčími součiniteli podle jednotlivých návrhových přístupů převádíme na hodnotu návrhovou, a jak se případně liší od dosud často používaných a v ČSN 73 1001 tabelovaných (průměrných) normových charakteristik. Tento problém je přitom zásadní při porovnávání výsledků návrhů podle EN 1997 a dosavadních ČSN, s nimiž mají projektanti dlouhodobé zkušenosti, a následně i výběru optimálního návrhového přístupu, což je zatím plně v kompetenci a odpovědnosti autora geotechnického návrhu. EN 1997-1 k tomu uvádí: Výběr charakteristických hodnot geotechnických parametrů se musí zakládat na výsledcích a odvozených hodnotách z laboratorních a terénních zkoušek, doplněných dobrou zkušeností. Charakteristická hodnota geotechnického parametru se musí vybrat jako obezřetný odhad hodnoty, ovlivňující výskyt mezního stavu. Pokud se při výběru charakteristických hodnot vlastností základové půdy použijí statistické metody, mají takové metody rozlišovat mezi místním a regionálním odběrem vzorků a mají dovolit užití apriorních znalostí srovnatelných vlastností základové půdy. Pokud se použijí statistické metody, charakteristická hodnota se má odvodit tak, že vypočtená pravděpodobnost horší hodnoty řídící výskyt uvažovaného mezního stavu není větší než 5 %. (Obezřetný odhad průměrné hodnoty je výběr průměrné hodnoty omezeného souboru hodnot geotechnického parametru s pravděpodobností 95 %; kde se uvažuje místní porušení, obezřetný odhad nízké hodnoty je 5 %.) – K tomu je vhodné poznamenat, že za předpokladu Gaussova normálního rozdělení odpovídá 5 % pravděpodobnosti výskytu hodnota o cca 1,65 směrodatné odchylky menší než průměr, ČSN 73 1001 uvažovala pro výpočtovou hodnotu pravděpodobnost horšího výsledku cca 1 % (cca 2,33 směrodatné odchylky od průměru) a mnozí odborníci odhadují vzdálenost charakteristické hodnoty od průměru pouze cca 0,5 % směrodatné odchylky. Pokud se používají standardní tabulky charakteristických hodnot závisející na kvalitativních geotechnických parametrech zeminy, musí se charakteristická hodnota vybrat jako velmi obezřetná – EN 1997-1 tedy připouští používání tabulek charakteristických hodnot (obdoba tabulek směrných normových charakteristik zemin v ČSN 73 1001), třebaže povrchní závěry mnohých vedou k domněnce, že podle EN 1997 bude nutné vycházet pouze z kvantitativních charakteristik, stanovených experimentálně na staveništi. Jistým vodítkem, jak jsou v EN 1997-1 chápány charakteristické hodnoty, mohou být korelační součinitele pro odvození charakteristických hodnot únosnosti pilot ze zatěžovacích zkoušek a (odvozených, vypočtených) ze zkoušek základové půdy, viz tab.65 a 66. Tab. 65 Korelační součinitele  pro odvození charakteristických hodnot únosnosti pilot ze statických zatěžovacích zkoušek pilot (n – počet zkoušených pilot, první řádek součinitelů pro odvození z průměru, druhý pro odvození z minima hodnot) [Tab.A.9 [17]] 1 2 3 4  pro n = 5 1,40 1,30 1,20 1,10 1,00 1 1,40 1,20 1,05 1,00 1,00 2 237

Geotechnické konstrukce Tab. 66 Korelační součinitele  pro odvození charakteristických hodnot únosnosti pilot z výsledků zkoušek základové půdy (n – počet zkoušených profilů, první řádek součinitelů pro odvození z průměru, druhý pro odvození z minima hodnot) [Tab.A.10 [17]]

 pro n = 3 4

1 1,40 1,40

2 1,35 1,27

3 1,33 1,23

4 1,31 1,20

5 1,29 1,15

7 1,27 1,12

10 1,25 1,08

5.3.6 Návrhové hodnoty geotechnických parametrů Návrhové hodnoty geotechnických parametrů Xd se odvodí z charakteristických hodnot Xk za použití vztahu: Xd = Xk/γM Musí se použít dílčí součinitel γM definovaný v Příloze A EN 1997-1, případně pozměněný v Národní příloze. Nebo se musí (mohou) stanovit návrhové hodnoty geotechnických parametrů přímo. Hodnoty dílčích součinitelů γM z Přílohy A EN 1997-1, případně Národní přílohy se v tom případě mají použít jako návod k požadované úrovni bezpečnosti. – Tyto věty by při volnějším výkladu opravňovaly i „přímé“ stanovení např. podle ČSN 73 1001 (φd = φ – 4°, cd = c/2). To by v mnoha případech mohlo být i bezpečnější, zejména vzhledem k nepřesné definici charakteristických hodnot, viz kapitola 5.3.5. Možný je i opačný postup – stanovení charakteristické hodnoty tak, aby po aplikaci dílčího součinitele γM odpovídala výsledná návrhová hodnota dlouhodobým užíváním ověřené výpočtové hodnotě podle ČSN.

5.3.7 Mezní stav porušení Mezní stav porušení se musí ověřit pro všechny relevantní případy z následujících pěti: EQU – vnější rovnováha (stabilita) STR – vnitřní porušení (prvků) konstrukce (dimenzování betonu, oceli…) GEO – porušení základové půdy UPL – ztráta rovnováhy v důsledku vztlaku vody i jiných svislých zatížení HYD – porušení základové půdy proudící vodou Pro případy porušení STR a GEO se musí ověřit, že platí: Ed  Rd, kde Ed je návrhová hodnota účinku zatížení a Rd je návrhová hodnota mezní únosnosti.

5.3.8 Návrhové přístupy při ověřování mezního stavu porušení STR a GEO Návrhové přístupy uvádějí, jakými dílčími součiniteli se převádějí charakteristické hodnoty zatížení nebo účinků zatížení, parametrů zemin a únosností (odporů) na hodnoty návrhové.

238

Geotechnické konstrukce Dílčí součinitele v Příloze A EN 1997-1, případně jejich upravené hodnoty v Národní příloze, které se užijí v rovnicích, jsou uspořádány do skupin označených A (pro zatížení nebo účinky zatížení), M (pro parametry zemin) a R (pro únosnosti). Jsou vybrány podle návrhového přístupu, který je použit. Návrhový přístup 1 S výjimkou návrhu osově zatížených pilot a kotev se musí ověřit, že mezní stav porušení nebo nadměrné deformace nenastane s následující kombinací souborů dílčích součinitelů: Kombinace 1: A1 “+” M1 “+” R1 Kombinace 2: A2 “+” M2 “+” R1, kde “+” znamená: “bude kombinováno s”. V kombinacích 1 a 2 se dílčí součinitele použijí na zatížení a parametry pevnosti základové půdy. Pro návrh osově zatížených pilot a kotev se musí ověřit, že mezní stav porušení nebo nadměrné deformace nenastane při následující kombinaci souborů dílčích součinitelů: Kombinace 1: A1 “+” M1 “+” R1 Kombinace 2: A2 “+” (M1 nebo M2) “+” R4 V kombinaci 1 se dílčí součinitele použijí na zatížení a parametry pevnosti základové půdy. V kombinaci 2 se dílčí součinitele použijí na zatížení, na únosnost základové půdy a někdy na parametry základové půdy. V kombinaci 2 se pro výpočet únosnosti pilot nebo kotev užívá obvykle soubor M1, soubor M2 pro výpočet nepříznivě zatížených pilot vystavených negativnímu plášťovému tření nebo příčnému zatížení. Pokud je zřejmé, že jedna ze dvou kombinací je rozhodující pro návrh, výpočty pro druhou kombinaci se nemusí provádět. Různé kombinace však mohou být rozhodující pro různé aspekty téhož návrhu. Návrhový přístup 2 Musí se ověřit, že mezní stav porušení nebo nadměrné deformace nenastane při použití následující kombinace souborů dílčích součinitelů: Kombinace: A1 “+” M1 “+” R2 Při tomto přístupu se dílčí součinitele použijí na zatížení nebo na účinky zatížení a na únosnost základové půdy. Pokud se tento přístup použije pro analýzu svahu a celkové stability, výsledný účinek zatížení na plochu porušení se vynásobí E a smykový odpor podél plochy porušení se vydělí R;e. Návrhový přístup 3 Musí se ověřit, že mezní stav porušení nebo nadměrné deformace nenastane při použití následující kombinace souborů dílčích součinitelů: Kombinace: (A1* nebo A2†) “+” M2 “+” R3 * na zatížení konstrukce † na geotechnická zatížení. 239

Geotechnické konstrukce Při tomto přístupu se dílčí součinitele použijí na zatížení nebo na účinky zatížení z konstrukce a na parametry pevnosti základové půdy. Pro analýzu svahu a celkové stability se zatížení na zeminu (např. zatížení konstrukcí, dopravní zatížení) považuje za geotechnické zatížení a použije se soubor součinitelů zatížení A2.

5.3.9 Mezní stavy použitelnosti Pro ověření mezních stavů použitelnosti v základové půdě nebo v konstrukční sekci, prvku nebo spojení se musí prokázat, že: Ed  Cd, kde Ed je návrhová hodnota účinku zatížení a Cd je mezní návrhová hodnota účinku zatížení, nebo se musí prokázat, že se mobilizuje dostatečně malá část smykové pevnosti základové půdy, aby se deformace udržela v požadovaných mezích použitelnosti. Tento zjednodušený přístup je omezen na návrhové situace, kde:  hodnota deformace se nevyžaduje k ověření mezního stavu použitelnosti,  existuje srovnatelná zkušenost v podobné základové půdě, konstrukci a aplikační metodě. Dílčí součinitele pro mezní stavy použitelnosti se mají obvykle rovnat 1,0. Mezní hodnota deformace je taková, při které se předpokládá v podporované konstrukci mezní stav použitelnosti. Tato mezní hodnota se musí dohodnout během návrhu podporované konstrukce. 300

Deviátor napětí [kPa]

250

200

150 komora:

100

0 kPa

komora: 50 kPa komora: 100 kPa

50

komora: 200 kPa Deviátor 40-80% mob.

0 0

0,05

0,1

0,15

0,2

Poměrná deformace [1]

Obr. 87 Výsledky nekonsolidované neodvodněné triaxiální zkoušky překonsolidovaného jílu s naznačením částečné mobilizace parametrů smykové pevnosti při malých deformacích 240

Geotechnické konstrukce Aplikace druhé možnosti je naznačena na následujícím obr. 87 s výsledky triaxiální zkoušky vzorků jílu překonsolidovaného vysokým tlakem v lisu při rozdílných komorových tlacích σ3. Vodorovné příčky „žebříčku“ (dev) ukazují hodnoty deviátoru napětí, které odpovídají pouze částečné mobilizaci vrcholových parametrů smykové pevnosti 40, 50 – 80 %. Hodnota mobilizace cca 67 % odpovídá podle prof. Myslivce, který vycházel z rovnosti Jákyho součinitele tlaku v klidu a Rankinova součinitele aktivního tlaku s částečně mobilizovaným úhlem vnitřního tření 1 – sin φ = tg2(45° – φ0/2), horní mezi stavu zeminy v klidu nebo tzv. strukturní pevnosti, kterou známe např. z výpočtu sednutí v ČSN 73 1001. Omezením mezní hodnoty částečně mobilizovaného úhlu vnitřního tření φ0 = 0,5 – 0,8 φ a odpovídajícím omezením částečně mobilizované soudržnosti c0 = c tg φ0/tg φ ve výpočtu mezního stavu porušení tak lze v daném případě dosáhnout stavu zeminy blízkého klidovému s malými deformacemi. Pro stavby mostů však tento způsob bez výpočtu hodnoty sednutí nebude příliš často aplikovatelný.

5.4 Plošné základy Podle ustanovení této kapitoly se postupuje při návrhu plošných základů, tj. patek, pásů a desek. Některá ustanovení mohou být použita i na hlubinné základy, jako např. kesony.

5.4.1 Mezní stavy Musí se uvažovat následující mezní stavy a musí se sestavit jejich příslušný seznam:  ztráta celkové stability;  únosnost, vytlačení, zaboření;  porušení smykem;  kombinované porušení v základové půdě a v konstrukci;  porušení konstrukce v důsledku pohybu základu;  nadměrná sedání;  nadměrné zvednutí v důsledku bobtnání, mrazu a jiných příčin;  nepřijatelné vibrace.

5.4.2 Zatížení a návrhové situace Návrhové situace se musí vybrat v souladu s kapitolou 5.3.2 (2.2 [17]). Při výběru mezních stavů se pro výpočty uvažují zatížení uvedená v 5.3.3 (2.4 [17]). Je-li tuhost konstrukce významná, má se provést analýza interakce konstrukce a základové půdy, aby se určilo rozdělení zatížení.

5.4.3 Návrhové metody Pro plošné základy musí být použita jedna z následujících návrhových metod:

241

Geotechnické konstrukce Přímá metoda, u které se vypracují oddělené analýzy pro každý mezní stav. Pokud se kontroluje dosažení mezního stavu únosnosti, musí mechanismus porušení co nejpřesněji modelovat předpokládaný; ke kontrole mezního stavu použitelnosti se musí použít výpočet sedání. Nepřímá metoda, která užívá srovnatelnou zkušenost a výsledky terénních nebo laboratorních měření nebo pozorování a vybraná zatížení ve vztahu k meznímu stavu použitelnosti tak, aby splňovala požadavky všech relevantních mezních stavů. Metoda předběžného opatření, při které se použije předpokládaná únosnost.

5.4.4 Návrh podle mezního stavu porušení 5.4.4.1 Celková stabilita Celková stabilita, s nebo bez základů, se musí kontrolovat zvláště v následujících situacích:  blízko nebo na přirozeném nebo umělém svahu;  blízko výkopu nebo opěrné zdi;  blízko řeky, kanálu, jezera, nádrže nebo mořského pobřeží;  blízko hornických děl nebo zasypaných konstrukcí. Musí se prokázat, že porušení stability základové půdy obsahující základ je dostatečně nepravděpodobné. 5.4.4.2 Únosnost Pro všechny mezní stavy porušení se musí splnit následující nerovnost: Vd  Rd Hodnota Vd musí zahrnovat tíhu základu, tíhu jakéhokoliv zásypového materiálu a všechny zemní tlaky, ať příznivé nebo nepříznivé. Vodní tlaky nevyvolané zatížením základu musí být zahrnuty jako zatížení. Analytická metoda Má se použít běžně uznávaná analytická metoda. Může se použít vzorový analytický výpočet únosnosti, uvedený v Příloze D EN 1997-1. Musí se uvažovat analytické vyhodnocení krátkodobých a dlouhodobých hodnot Rd, zvláště v jemnozrnných zeminách. Pokud jsou v zemním nebo horninovém masivu pod základem výrazně uspořádané plochy vrstevnatosti nebo jiné diskontinuity, musí předpokládaný mechanismus porušení a vybrané parametry smykové pevnosti a deformace vzít v úvahu strukturní charakteristiky základové půdy. Při výpočtu návrhové únosnosti základu na vrstevnatých sedimentech, jejichž vlastnosti se značně mění, se musí stanovit návrhové parametry základové půdy pro každou vrstvu. Pokud se únosná vrstva nachází pod méně únosnou, může se únosnost vypočítat z parametrů smykové pevnosti méně únosné vrstvy. V opačném případě se má zkontrolovat porušení propíchnutím.

242

Geotechnické konstrukce Semi-empirická metoda Má se použít běžně uznávaná semi-empirická metoda. Pro odhad únosnosti za použití výsledků pressiometrické zkoušky je doporučena semi-empirická metoda, uvedená v Příloze E EN 1997-1. Normativní metoda, která používá předpokládanou únosnost Běžně se má použít normativní metoda založená na předpokládané únosnosti. Pro odvození předpokládané únosnosti plošných základů na hornině se doporučuje vzorová metoda, uvedená v Příloze G EN 1997-1. Použije-li se tato metoda, výsledek návrhu by se měl vyhodnotit na základě srovnatelné zkušenosti. 5.4.4.3 Odolnost proti usmyknutí v základové spáře Musí se splnit následující nerovnost: Hd  Rd + Rp;d Hodnota Hd musí zahrnovat návrhové hodnoty všech aktivních zemních sil působících na základ. Hodnoty návrhové únosnosti ve smyku Rd a odporu tlakem na boční stěnu základu Rp;d mají být vztaženy k rozsahu předpokládaného pohybu v uvažovaném zatěžovacím mezním stavu. Pro velké pohyby se má posoudit možnost povrcholového chování. Vybraná hodnota Rp;d má vyjadřovat i předpokládanou životnost konstrukce. V odvodněných podmínkách se musí Rd vypočítat s použitím dílčích součinitelů na vlastnosti základové půdy, nebo na únosnost základové půdy: Rd = V'd tg d nebo Rd = (V’d tg k)/R;h V návrhových přístupech, kde se dílčí součinitele použijí na účinky zatížení, je dílčí součinitel zatížení F = 1,0 a V’d = V’k . Při určování V'd se musí vzít v úvahu, zda Hd a V'd jsou závislá nebo nezávislá zatížení. Může se předpokládat, že návrhový úhel tření d je rovný návrhové hodnotě efektivního kritického úhlu tření 'cv;d pro základy betonované na místě a rovný 2/3 'cv;d pro hladké prefabrikované základy. Jakákoliv efektivní soudržnost c' se má zanedbat. V neodvodněných podmínkách se musí Rd vypočítat s použitím dílčích součinitelů na vlastnosti základové půdy, nebo na únosnost základové půdy: Rd = Ac cu;d nebo Rd = (Ac cu;k)/R;h Pokud může voda nebo vzduch vniknout mezi základ a neodvodněné jílové podloží, musí se zkontrolovat, že: Rd  0,4 Vd

243

Geotechnické konstrukce K této podmínce se nemusí přihlížet pouze tehdy, pokud se zabrání vytvoření trhliny mezi základem a základovou půdou sáním v oblastech, kde není kladný tlak. 5.4.4.4 Zatížení s velkými excentricitami Jestliže excentricita zatížení přesahuje 1/3 šířky obdélníkového základu nebo 0,6 poloměru kruhového základu, musí být přijata zvláštní opatření. 5.4.4.5 Porušení konstrukce v důsledku pohybu základu Musí se prokázat, že rozdílné svislé a vodorovné přemístění základu nezpůsobí vznik mezního stavu porušení v podporované konstrukci. Předpokládaná únosnost může být přijata, když přemístění nebudou příčinou vzniku mezního stavu porušení v konstrukci. V základové půdě, která může bobtnat, se musí stanovit potenciální nerovnoměrné nadzdvižení a navrhnout základy a konstrukci tak, aby mu odporovaly nebo se mu přizpůsobily.

5.4.5 Návrh podle mezního stavu použitelnosti Pozornost se musí věnovat přemístění základu, vyvolanému jeho zatížením. Při stanovení velikosti přemístění základu se musí vzít v úvahu srovnatelná zkušenost. Je-li to nutné, musí se přemístění vypočítat – v měkkých jílech vždy. Na tuhých a pevných jílech ve 2. a 3. geotechnické kategorii se mají vždy provádět výpočty svislého přemístění (sedání). Při výpočtu přemístění základu se pro srovnání s kritérii použitelnosti musí použít návrhová zatížení pro mezní stav použitelnosti. Výpočty sedání se nemají považovat za přesné. Poskytují pouze přibližný odhad. Přemístění základu se musí uvažovat jako přemístění celého základu a rozdílné přemístění částí základu. Pro výpočet vzrůstu napětí v základové půdě a jeho vlivu na stlačitelnost základové půdy se musí vzít v úvahu vliv sousedních základů a násypů. Musí se určit možný rozsah relativních pootočení základu a porovnat je s mezními hodnotami pohybů. 5.4.5.1 Sedání Výpočet sedání musí zahrnovat okamžité i konsolidační sedání. Pro částečně nebo plně nasycené zeminy se mají uvažovat následující tři složky sedání:  s0: okamžité sedání; v plně nasycené zemině následkem smykové deformace za stálého objemu, v částečně nasycené zemině následkem smykové deformace a zmenšení objemu;  s1: konsolidační sedání;  s2: sedání vyvolané creepem (dotvarováním). Mají se použít běžně uznávané metody pro vyhodnocení sedání. Pro vyhodnocení sedání so a s1 se mohou použít vzorové metody, uvedené v Příloze F EN 1997-1. (Metoda podle ČSN 73 1001 je s nimi plně v souladu.) Zvláštní pozornost se má věnovat zeminám jako organické zeminy a měkké jíly, ve kterých může důsledkem creepu pokračovat sedání nekonečně dlouho. Hloubka stlačitelné vrstvy zeminy uvažovaná při výpočtu sedání závisí na velikosti a tvaru základu, proměně tuhosti zeminy s hloubkou a vzdálenosti základových prvků. Může být běžně vzata jako hloubka, ve které efektivní svislé napětí vyvolané zatížením základu činí 20 % efektivního tlaku nadloží. V mnohých případech může být tato hloubka odhadnuta jako jedno- až dvojnásobek šířky základu, ale pro málo zatížené širší základové desky se mů-

244

Geotechnické konstrukce že snížit. Tento přístup neplatí pro velmi měkké zeminy. (Výpočet podle ČSN 73 1001 s uvážením strukturní pevnosti zemin tato doporučení poněkud relativizuje.) Podle vhodnosti se musí použít lineární nebo nelineární modely tuhosti základové půdy. Musí se uvažovat vliv nerovnoměrného sedání a relativního pootočení i možné proměnnosti základové půdy na rozdělení zatížení, aby se zajistilo, že nebude dosažen mezní stav použitelnosti. Výpočty nerovnoměrného sedání, které zanedbávají tuhost konstrukce, mají snahu být nadhodnocené. K potvrzení snížených hodnot nerovnoměrného sedání se může použít rozbor interakce základové půdy a konstrukce. Má se připustit nerovnoměrné sedání zapříčiněné proměnností základové půdy, není-li vyloučeno tuhostí konstrukce. U plošných základů na rostlé základové půdě se má uvažovat možný výskyt nerovnoměrných sedání, i když vypočtená jsou rovnoměrná. Naklonění excentricky zatíženého základu se má vyhodnotit za předpokladu lineárního rozdělení napětí v základové spáře a výpočtem sedání v rohových bodech základu. Pro běžné konstrukce založené na jílech se má vypočítat poměr únosnosti základové půdy vyčíslené z původní smykové pevnosti k provoznímu zatížení. Pokud je tento poměr menší než 3, mají se vždy provést výpočty sedání. Pokud je tento poměr menší než 2, mají výpočty vzít v úvahu vliv nelineární tuhosti základové půdy. 5.4.5.2 Zdvih základové spáry stavební jámy Musí se rozlišovat následující příčiny zdvihu základové spáry stavební jámy:  snížení efektivního napětí;  objemová expanze částečně nasycené zeminy;  zdvihání plně nasycené základové půdy za konstantního objemu od sedání přilehlé konstrukce. Výpočty zdvihu základové půdy musí zahrnovat jak okamžitý, tak pozdržený zdvih. 5.4.5.3 Rozbor vibračních účinků Základy konstrukcí vystavených vibracím nebo vibrujícím zatížením se musí navrhnout tak, aby zajistily, že vibrace nezpůsobí nadměrné sedání. Mají se učinit opatření, aby se nevyskytla rezonance dynamického zatížení s kritickou frekvencí systému základ – základová půda a nedošlo ke ztekucení základové půdy. Vibrace vyvolané zemětřesením se musí uvažovat podle ČSN EN 1998 [30].

5.4.6 Základy na horninách Při návrhu plošných základů na horninách se musí uvažovat:  deformace a smyková pevnost horninového masivu a přípustné sedání podporované konstrukce;  slabé vrstvy pod základem, např. náchylné k rozpouštění nebo zlomová pásma;  vrstevnatost nebo jiné plochy nespojitosti a jejich charakteristiky, např. výplň, spojitost, rozevření, rozteč;  stav zvětrání, chemického rozkladu a puklinatosti hornin;  narušení horniny stavebními pracemi, např. podzemní práce nebo výkopy v blízkosti základu. 245

Geotechnické konstrukce Plošné základy na hornině mohou být běžně navrženy metodou předpokládaných únosností. Pro zdravé neporušené vyvřelé horniny, přeměněné horniny, vápence a pískovce je předpokládaná únosnost omezena pevností betonového základu v tlaku. Doporučenou metodu stanovení předpokládané únosnosti plošných základů na hornině uvádí Příloha G EN 1997-1. Sedání základu se může stanovit na základě srovnatelné zkušenosti vzhledem ke klasifikaci horninového masivu.

5.4.7 Konstrukční návrh plošných základů Konstrukčnímu porušení plošného základu se musí zabránit (v souladu s 2.4.6.4 [17]). Může se předpokládat, že kontaktní napětí pod tuhým základem je lineárně rozděleno. Pro obhájení hospodárnějšího návrhu se může použít podrobnější rozbor interakce zemina – konstrukce. Rozdělení kontaktního napětí pod netuhým základem se může odvodit modelováním základu jako nosníku nebo desky na deformujícím se kontinuu nebo sérii pružin s odpovídající tuhostí a pevností. Použitelnost základových pásů a roštových základů se musí ověřit za předpokladu zatížení v mezním stavu použitelnosti a rozdělení kontaktního napětí, odpovídajícího deformaci základu a základové půdy. Pro návrhové situace s koncentrovanými zatíženími působícími na základové pásy nebo roštové základy se síly a ohybové momenty v základu mohou odvodit z modulu reakce podloží základové půdy použitím lineární pružnosti. Moduly reakce podloží se mohou stanovit výpočtem sedání s odhadnutým rozdělením kontaktního napětí. Moduly se mohou upravit tak, aby vypočtené kontaktní napětí nepřekročilo hodnoty, pro které se předpokládá lineární chování. Celkové a nerovnoměrné sednutí konstrukce jako celku se má vypočítat v souladu s 5.4.5.1 (6.6.2 [17]). Pro to nejsou často vhodné výpočty s moduly reakce podloží. Má-li interakce základová půda – konstrukce dominantní vliv, mají se použít přesnější metody, jako např. metoda konečných prvků.

5.4.8 Příprava podloží Podloží plošného základu se musí připravit s velkou péčí. Kořeny, překážky a vložky měkké zeminy se musí vyjmout bez porušení základové půdy. Jakékoliv vzniklé prohlubně se musí vyplnit zeminou nebo jiným materiálem k obnovení tuhosti neporušené základové půdy. V zeminách náchylných k porušení, jako je jíl, se má specifikovat postup výkopu pro plošné základy, aby se minimalizovaly poruchy. Obvykle je dostatečný výkop ve vodorovných pruzích. Má-li se omezit zdvihání dna stavební jámy, výkop se provádí v rýhách a beton se v nich uloží před provedením mezilehlých výkopů.

5.4.9 Dílčí součinitele pro plošné základy V následující tab. 67, zpracované podle tabulek A.3 až A.5 z přílohy A EN 1997-1, jsou uvedeny hodnoty dílčích součinitelů všech tří návrhových přístupů pro ověření mezních stavů (STR) a (GEO) plošných základů. A – Hodnoty za lomítkem se použijí pro příznivé zatížení nebo jeho účinky, menší hodnoty v závorce pro NP3 se použijí pro „geotechnická zatížení“. 246

Geotechnické konstrukce M – horní řádek platí pro efektivní parametry smykové pevnosti (součiniteli γφ´ se redukuje tg φ’!), spodní řádek pro totální soudržnost nebo pevnost v tlaku (úhel vnitřního tření je uvažován nulový). R – součinitel γRh platí pro smykovou únosnost v základové spáře. Tab. 67 Dílčí součinitele pro plošné základy NP1

NP1

Kombinace 1

Kombinace 2

A1+M1+R1

A2+M2+R1

NP2

A1+M1+R2

NP3

(A1 v A2)+M2+R3

A

γG

1,35/1,0

1,0/1,0

1,35/1,0

(1,35 v 1,0)/1,0

A

γQ

1,5/0,0

1,3/0,0

1,5/0,0

(1,5 v 1,3)/0,0

M

γφ´ γc´

1,0

1,25

1,0

1,25

M

γcu γqu

1,0

1,4

1,0

1,4

R

γRv γRe

1,0

1,0

1,4

1,0

R

γRh

1,0

1,0

1,1

1,0

5.4.10 Poznámky k výpočtu plošných základů Výpočetní postupy podle ČSN 73 1001 lze použít pro posouzení mezních stavů únosnosti i použitelnosti (sedání) v souladu s požadavky EN 1997-1. Pouze dílčí součinitele, tj. zvýšení zatížení a redukce parametrů základové půdy nebo únosnosti, musí být v souladu s tab. 67. Z ČSN 73 1001 lze použít i tabulky únosností pro 1. geotechnickou kategorii, kterou se EN 1997-1 prakticky nezabývá. Budeme-li požadovat spolehlivost návrhu základové konstrukce na úrovni ČSN 73 1001, je třeba odpovídajícím způsobem zvolit „obezřetný odhad“ charakteristických hodnot parametrů základové půdy, a to zejména soudržnosti. Zaměříme-li se pro zjednodušení pouze na návrhové přístupy 2 a 3, vidíme v tab. 67, že je charakteristická únosnost plošného základu v soudržné zemině za neodvodněných podmínek (cu) redukována na návrhovou dílčími součiniteli 1,4 (v NP2 včetně prostředního členu rovnice únosnosti – vlivu přitížení nadložím). ČSN 73 1001 redukovala normovou (průměrnou) hodnotu totální soudržnosti na polovinu. Pokud má být polovinou průměrné hodnoty i návrhová totální soudržnost podle NP2 a NP3, musí být průměrná soudržnost redukována na charakteristickou součinitelem cca 2,0/1,4 = 1,4. Současně však platí, že NP2 a s výjimkou geotechnických zatížení i NP3 zvětšují zatížení více než ČSN - pro obvykle uvažovanou kombinaci 70 % stálé a 30 % proměnné je to poměr vážených průměrů dílčích součinitelů skupiny A cca 1,4/1,2. Při uvážení i tohoto vlivu by pro stejnou celkovou spolehlivost posouzení mezního stavu únosnosti za neodvodněných podmínek bylo podle NP2 a NP3 nutné redukovat průměrnou totální soudržnost na charakteristickou součinitelem cca 1,2.

247

Geotechnické konstrukce Co se týče úhlů vnitřního tření (výpočet za odvodněných podmínek s efektivními parametry), nejlépe s ČSN 73 1001 koresponduje NP2, a to prakticky v celém rozsahu úhlů tření. Charakteristický úhel tření může být prakticky roven průměrnému, s plynulým poklesem o cca 1° pro úhly tření kolem 40°. Návrhový přístup 3 redukuje charakteristické úhly tření nad 20° více než ČSN 73 1001 (φ – 4°): arctg [(tg 20°)/1,25] = 16,2°, arctg [(tg 30°)/1,25] = 24,8°, arctg [(tg 40°)/1,25] = 33,9°, Pro výpočty v soudržných zeminách za odvodněných podmínek (což však většinou nejsou situace kritické z hlediska mezního stavu únosnosti) je v NP2 třeba redukovat průměrnou soudržnost na charakteristickou součinitelem cca 1,4.

5.5 Pilotové základy Na začátku kapitoly uvádí EN 1997-1 výčet pilot, pro které musí být použita: piloty tlačené (opřené, plovoucí), tažené a příčně zatížené, instalované ražením (beraněním, vibrováním, zatlačováním a šroubováním) nebo vrtáním, a to s injektáží nebo bez. Vetknuté piloty, přenášející zhruba stejnou část zatížení pláštěm a patou, výslovně uvedeny nejsou, ale jistě i pro ně EN 1997-1 platí. Nedoporčuje se pro piloty sloužící především ke snížení sedání, např. podpilotované základové desky, neboť EN 1997-1 potlačuje řešení mezního stavu použitelnosti, tj. sedání, a často zdůrazňuje jeho nepřesnost a pouze informativní hodnotu. Uvádí, že ve standardních základových poměrech obvykle stačí výpočet mezního stavu porušení s patřičně redukovanými pevnostními charakteristikami k omezení sedání na přijatelnou hodnotu. To lze částečně akceptovat, neboť např. prof. Myslivec dospěl analyticky při studiu zemních tlaků v klidu (kdy se zemina prakticky nedeformuje) k závěru, že jim odpovídá zhruba dvoutřetinová mobilizace úhlu vnitřního tření. Naše dosavadní praxe však preferuje pro vrtané velkoprůměrové piloty výpočet mezního stavu použitelnosti. Této praxi EN 1997-1 neodporuje, ale příliš v tom nepomáhá. S ohledem na výše uvedené je nutno hodnotit i výsledky případného srovnání výpočtu únosnosti podle EN 1997-1 (potlačen 2.m.s.) a našich ČSN, požadujících současné posouzení 2.m.s., a tedy i korekci případně vyšších hodnot vypočtené návrhové únosnosti. Jako jediná kapitola v EN 1997-1 se Pilotové základy zabývají podrobněji vztahem mezi průměrem měřených hodnot únosnosti pilot nebo charakteristik základové půdy a hodnotami charakteristickými (součinitele ξ). Tento vztah je v kapitole 2 EN 1997-1 uveden poněkud nekonkrétně a je předmětem dosud zcela nevyřešených diskusí odborné veřejnosti, jak zaměnit přímý převod (průměrných) normových hodnot na výpočtové podle ČSN na převod podle EN 1997-1: průměrné (ze zkoušek základové půdy) – charakteristické – návrhové. Součinitele ξ v tom mohou napomoci, a to nejen pro piloty. Obecně lze shrnout, že kapitola obsahuje velké množství (někdy až příliš) stručně formulovaných zásad a aplikačních pravidel, které musí být při návrhu pilotového základu splněny, ale nedává konkrétní návody k řešení, jak je pro EN 1997-1 typické. Pro provádění pilot se musí použít „technologické“ normy: ČSN EN 1536: Provádění speciálních geotechnických prací – Vrtané piloty; ČSN EN 12063: Provádění speciálních geotechnických prací – Štětové stěny; ČSN EN 12699: Provádění speciálních geotechnických prací – Ražené piloty; ČSN EN 14199: Provádění speciálních geotechnických prací – Mikropiloty. 248

Geotechnické konstrukce

5.5.1 Mezní stavy Musí být posouzeny následující mezní stavy a musí být sestaven jejich seznam:  ztráta celkové stability (např. sesuv svahu, včetně pilotového základu v něm);  porušení únosnosti pilotového základu;  vztlak nebo nedostatečná únosnost pilotového základu v tahu;  porušení základové půdy v důsledku příčného zatížení pilotového základu (GEO);  porušení (materiálu) piloty v tlaku, tahu, ohybu, vybočení nebo smyku (STR);  kombinované porušení základové půdy a pilotového základu;  kombinované porušení základové půdy a (pilotami podporované) konstrukce;  nadměrné deformace (sedání, zdvih dna, boční pohyb);  nepřijatelné vibrace (zde EN 1997-1 nerozvádí, je tedy nutné posoudit všechny relevantní možnosti, např. vibrace založeného stroje nebo konstrukce i vznikající při instalaci pilot).

5.5.2 Zatížení a návrhové situace Kromě zatížení a návrhových situací uvedených dále, speciálně pro piloty, se mají uvažovat zatížení obecné platnosti, uvedená v kapitole 5.3.3 (2.4 [17]). Návrhové situace musí být odvozeny v souladu s kap. 5.3.2 (2.2 [17]). Zatížení pohybem základové půdy Základová půda se může deformovat v důsledku konsolidace, bobtnání, zatížení v sousedství, creepu, sesuvů nebo zemětřesení. To může ovlivnit piloty negativním plášťovým třením, nadzdvižením, protažením, příčným zatížením a přemístěním. Pro tyto situace mají být návrhové hodnoty smykové pevnosti a tuhosti základové půdy hodnotami horními (vyšší hodnoty znamenají nepříznivější účinek). Přípustné varianty návrhu:  zatížením je přemístění základové půdy - síly, přemístění a přetvoření piloty se určí řešením interakce;  návrhové zatížení je horní hranicí síly, kterou může základová půda přenášet na pilotu, a závisí na smykové pevnosti zeminy, tíze nebo stlačitelnosti pohybující se zeminy nebo velikostí porušujících zatížení. Negativní plášťové tření Je-li považováno za zatížení, musí mít maximální velikost, jaká může být dosažena svislým pohybem základové půdy přiléhající k pilotě. Přitom má být uvažována smyková únosnost na plášti piloty a pohyb (sedání) základové půdy od vlastní tíhy a povrchových zatížení v okolí piloty. Horní hranice negativního tření skupiny pilot se může vypočítat z povrchového zatížení, vyvolávajícího pohyb základové půdy. V úvahu se berou všechny změny tlaku podzemní vody v důsledku snížení její hladiny, konsolidace nebo beranění pilot. Předpokládá-li se malé sedání základové půdy po instalaci pilot, je hospodárnější považovat za zatížení sedání základové půdy a řešit interakci. 249

Geotechnické konstrukce Zdvihání dna Uvažuje-li se zdvihání dna nebo vzhůru působící zatížení podél pláště piloty, musí být za zatížení považován pohyb základové půdy. (Rozpínání nebo zdvihání základové půdy může být vyvoláno odlehčením, mrazem, beraněním přilehlých pilot nebo zvýšením vlhkosti vykácením stromů a zastavením čerpání z vodonosných vrstev, omezením vypařování, např. novou stavbou, a nehodami. Zdvihání dna se může objevit dřív, než jsou piloty zatíženy konstrukcí, a může způsobit nepřijatelný zdvih nebo konstrukční porušení pilot.) Příčné zatížení Získá se řešením interakce pilot a pohybující se zeminy. Uvažují se tyto návrhové situace: rozdílné zatížení (úrovně výkopu) na každé straně pilotového základu, pilotový základ ve svahu ohroženém pohybem, šikmé piloty v sedající základové půdě, piloty v seizmické oblasti.

5.5.3 Návrhové metody a doporučení EN 1997-1 požaduje při návrhu pilot použití ověřených metod a zdvojenou kontrolu:  výsledky statických zatěžovacích zkoušek – musí být potvrzeny výpočty a být v souladu s praktickou zkušeností (aby nebyly použity zkoušky s atypickými výsledky, např. ojedinělý balvan pod patou piloty);  empirické nebo analytické výpočetní metody – platnost musí být potvrzena statickými zatěžovacími zkouškami ve srovnatelných situacích (brání použití v praxi neprověřených metod);  výsledky dynamických zatěžovacích zkoušek – platnost musí být potvrzena statickými zatěžovacími zkouškami ve srovnatelných situacích (dynamickým zkouškám je tedy přikládána nižší vypovídací schopnost než statickým);  empirické zkušenosti s chováním srovnatelného pilotového základu – průzkumem staveniště a zkouškami základové půdy však musí být prokázána srovnatelnost základových poměrů. Statické zatěžovací zkoušky se mohou provést na předem zhotovených zkušebních pilotách nebo na systémových pilotách. Při návrhu (i vyhodnocení zatěžovacích zkoušek) se musí uvažovat rozdíly v chování osamělé piloty a pilotové skupiny i tuhost a pevnost konstrukce spojující piloty (její schopnost redistribuovat zatížení mezi pilotami). Při výběru výpočetních metod a hodnot parametrů základové půdy s využitím výsledků zatěžovací zkoušky se musí zohlednit trvání a změny zatížení i parametrů základové půdy v čase. Při výběru typu piloty, kvality materiálu a metody instalace se musí uvažovat:        

250

podzemní voda a základové poměry staveniště, včetně (možnosti) překážek v základové půdě; namáhání piloty během instalace; možnost zajistit a vyzkoušet integritu instalované piloty; vliv metody a pořadí instalace pilot na přilehlé konstrukce nebo inženýrské sítě; tolerance, s kterými může být pilota reálně instalována; škodlivý vliv (případných) chemikálií v základové půdě; možnost propojení různých režimů podzemní vody; nakládání a doprava pilot.

Geotechnické konstrukce Při uvažování výše uvedených aspektů je třeba věnovat pozornost:  rozmístění pilot ve skupině;  přemístění nebo vibracím přilehlých konstrukcí následkem instalace pilot;  typu použitého beranu nebo vibrátoru;  namáhání piloty během beranění;  zhutňování zeminy instalací pilot typu displacement;  porušení zeminy v důsledku vrtání pilotové ohlubně;  udržování tlaku pažicí suspenze (výplachu), který zajistí stabilitu stěn vrtu a zabrání hydraulickému porušení dna;  místní nestabilitě pláště během betonování, která může způsobit vniknutí zeminy do piloty,  vniknutí zeminy nebo podzemní vody do průřezu piloty betonované na místě a možnému porušení vlhkého betonu prouděním podzemní vody pilotou;  čištění dna a někdy pláště vrtu, zvláště za použití bentonitu;  vlivu vrstev nenasyceného písku kolem piloty, který odnímá vodu z betonu;  zpomalujícímu vlivu chemikálií v zemině na tvrdnutí betonu.

5.5.4 Zatěžovací zkoušky pilot Musí se provádět:  jedná-li se o typ piloty nebo metodu instalace, pro které není srovnatelná zkušenost;  jedná-li se o zeminy nebo zatížení, pro které není srovnatelná zkušenost s danou pilotou;  jde-li o zatížení, pro které teorie a zkušenost nejsou dostatečně důvěryhodné (zkušební zatížení musí být podobné předpokládanému);  pokud během instalace vznikly pochybnosti o chování piloty, které neobjasnil ani dodatečný průzkum základové půdy (nebo které pramení z technologických potíží). 5.5.4.1 Statické zatěžovací zkoušky Jsou považovány za základní. Postup zatěžovací zkoušky (zatížení, počet zatěžovacích stupňů, jejich trvání, použití zatěžovacích cyklů) má umožnit určení deformačního chování (i creepu) a mezního stavu únosnosti. (Zkušební zatížení systémových pilot musí být nejméně rovno návrhovému zatížení základu.) Zatěžovací zkoušky tažených pilot mají být provedeny až do porušení, nemají se extrapolovat zatěžovací křivky. Počet zkušebních pilot závisí na základových poměrech a jejich proměnlivosti, geotechnické kategorii konstrukce, zkušenosti s chováním stejného typu pilot v podobných základových poměrech, celkovém počtu a typech pilot v návrhu. Hloubky průzkumných vrtů nebo terénních zkoušek musí být dostatečné, aby objasnily základové poměry i pod patami pilot.

251

Geotechnické konstrukce 5.5.4.2 Dynamické zatěžovací zkoušky Mohou se použít ke stanovení únosnosti v tlaku, byl-li proveden odpovídající průzkum staveniště a metoda byla kalibrována statickými zatěžovacími zkouškami téhož typu piloty, obdobných rozměrů, ve srovnatelných základových poměrech. Použije-li se více typů dynamických zkoušek, musí se výsledky vzájemně porovnat. Mohou být též užity jako indikátor celistvosti pilot a málo únosných pilot. 5.5.4.3 Zpráva o zatěžovací zkoušce Musí být pro každou zatěžovací zkoušku a má obsahovat:  popis staveniště;  základové poměry s odkazem na průzkum základové půdy;  typ piloty;  popis instalace piloty a jakýchkoliv problémů, které se vyskytly;  popis zatěžovacích a měřicích přístrojů a zatěžovacího systému;  kalibrační dokumenty zatěžovacích buněk, lisů a měřidel;  zprávu o instalaci zkušebních pilot;  fotografie piloty a zkušebního místa;  výsledky zkoušky v číselné formě;  použije-li se zatěžování po stupních, grafy čas–přemístění pro každý stupeň;  změřený vztah zatížení-přemístění (zatěžovací křivky);  důvody pro jakoukoliv odchylku od shora uvedených požadavků.

5.5.5 Osově zatížené piloty Musí se prokázat, že nebudou překročeny mezní stavy:    

únosnosti tlačené nebo tažené osamělé piloty; únosnosti celého tlačeného nebo taženého pilotového základu; únosnosti podporované konstrukce nadměrným přemístěním pilotového základu; použitelnosti podporované konstrukce nadměrným přemístěním pilot.

Je-li obtížné definovat mezní stav únosnosti z plynulé zatěžovací křivky, uvažuje se při sednutí rovném 10 % průměru paty piloty. 5.5.5.1 Celková stabilita Řeší se podle kapitoly 11 EN 1997-1. Plochy porušení se uvažují pod pilotami nebo protínající piloty. Posuzuje se porušení bloku zeminy s pilotami vztlakem podzemní vody. 5.5.5.2 Únosnost základové půdy v tlaku Pro všechny zatěžovací případy a zatěžovací kombinace musí být splněna nerovnost: Fc;d  Rc;d. Zatížení Fc;d má zahrnovat vlastní tíhu piloty; únosnost Rc;d tlak nadloží u paty piloty. 252

Geotechnické konstrukce Pro skupinu pilot se uvažuje horší z výsledků: únosnost osamělých pilot, únosnost bloku zeminy s pilotami, kterou lze přibližně vypočítat jako únosnost náhradní piloty velkého průměru. Při výpočtu únosnosti základu se uvažuje tuhost a pevnost konstrukce podporované pilotami. Je-li tuhá, redistribuuje zatížení mezi pilotami a porušení jedné piloty se nemusí uvažovat. V opačném případě je rozhodující pro výskyt mezního stavu nejslabší pilota. Zvýšená pozornost se má věnovat (extrémně zatíženým) krajním pilotám při šikmých nebo excentrických zatíženích z podporované konstrukce. Při výpočtu únosnosti paty piloty se musí uvažovat smyková pevnost základové půdy několik průměrů nad a pod patou piloty. Musí se uvažovat negativní účinek měkké zeminy pod únosnou vrstvou, do které je pilota vetknutá. Je-li slabá základová půda v hloubce menší než čtyřnásobek průměru pod patou piloty, má se uvažovat porušení propíchnutím. Musí se uvážit možný nepříznivý účinek rozšíření paty piloty na únosnost pláště. Pro beraněné otevřené trouby nebo piloty komůrkových průřezů s otvorem větším než 500 mm v jakémkoliv směru má být únosnost paty menší z hodnot: smykový odpor mezi vniklou zeminou a rubem piloty, únosnost odvozená z průřezové plochy paty piloty. 5.5.5.2.1 Mezní únosnost v tlaku ze statických zatěžovacích zkoušek Zkušební piloty musí být instalovány stejným způsobem jako piloty základu a do téže základové půdy. Jejich průměr nesmí být menší než polovina průměru pilot systémových. Při zmenšeném průměru zkušebních pilot se mají uvážit možné změny chování a má být možné nezávisle odvodit únosnost paty a pláště z měření. (Opatrně použít pro otevřené beraněné piloty s vlivem průměru na mobilizaci odporu zeminy vtlačené do piloty.) Během (relativně krátkodobé) zatěžovací zkoušky piloty, která bude ve skutečnosti vystavena negativnímu plášťovému tření, se vyvine podél celé délky piloty kladné plášťové tření. Ve srovnání se zkušební bude únosnost systémové piloty v mezním případě nižší o dvojnásobek smykové únosnosti vrstev působících negativní plášťové tření. (Jednonásobek kladné tření eliminuje, dvojnásobek přitíží negativním třením.) Proto má být maximální zkušební zatížení systémové piloty větší než návrhové vnější zatížení plus dvojnásobek výslednice negativního plášťového tření. Při odvození charakteristické únosnosti v tlaku Rc;k z hodnot Rc;m, změřených v jedné nebo několika zatěžovacích zkouškách, se musí zohlednit proměnnost základové půdy a účinků instalace piloty. Konstrukce, které nejsou schopny redistribuovat zatížení ze „slabých“ na „silné“ piloty, musí splnit minimálně následující rovnici:









 R  Rc;m  c;m mean min  Rc;k  Min  ;  ξ1 ξ2     korelační součinitele 1 a 2, viz tab. 65 (Tab.A.9 [17]), závisejí na počtu zkoušených pilot a použijí se na průměrnou (Rc;m)mean, respektive nejnižší (Rc;m )min hodnotu Rc;m.

Pro konstrukce, které mají dostatečnou tuhost a pevnost, aby přenesly zatížení ze „slabých“ na „silné“ piloty, se mohou hodnoty 1 a 2 vydělit 1,1, avšak součinitel 1 nesmí být celkově menší než 1,0. Charakteristická únosnost základové půdy v tlaku Rc;k, se může odvodit z charakteristických hodnot odporu na patě Rb;k a odporu na plášti Rs;k: 253

Geotechnické konstrukce Rc;k = Rb;k + Rs;k Tyto složky se mohou odvodit přímo z výsledků statických zatěžovacích zkoušek, nebo odhadnout na základě výsledků zkoušek základové půdy nebo dynamických zatěžovacích zkoušek. Návrhová únosnost: Rc;d = Rc;k/t nebo Rc;d = Rb;k/b + Rs;k/s 5.5.5.2.2 Mezní únosnost v tlaku z výsledků zkoušek základové půdy Metody určení únosnosti pilotového základu v tlaku z výsledků zkoušek základové půdy (statické výpočty, korelační vztahy) musí vycházet ze zatěžovacích zkoušek pilot a ze srovnatelné zkušenosti. Pro zajištění bezpečnosti návrhu může být zaveden modelový součinitel. Návrhová únosnost piloty v tlaku je součtem únosnosti paty a pláště: Rc;d = Rb;d + Rs;d, Rb;d = Rb;k/b a Rs;d = Rs;k/s. Charakteristické hodnoty Rb;k a Rs;k :





Rc;k  Rb;k  Rs;k 

korelační součinitele lů a použijí se na:

Rb;cal  Rs;cal ξ



Rc;cal ξ







 R Rc;cal  c;cal mean  Min  ; ξ3 ξ4  



min

    

ξ3 a ξ4, viz tab. 66 (Tab.A.10 [17]), závisí na počtu zkušebních profi-

 průměrné hodnoty: (Rc;cal )mean = (Rb;cal + Rs;cal)mean = (Rb;cal)mean + (Rs;cal)mean,  nejnižší hodnoty:

(Rc;cal )min = (Rb;cal + Rs;cal)min,

nebo se mohou vypočítat alternativním postupem: Rb;k = Ab qb;k

a

Rs;k =∑As;i qs;i;;k,

kde qb;k a qs;i;k jsou charakteristické hodnoty únosnosti paty a pláště z hodnot parametrů základové půdy. Jsou-li konstrukce dostatečně tuhé a pevné pro redistribuci zatížení ze „slabých“ na „silné“ piloa 4 vydělit 1,1, ale součinitel  3 nesmí být nikdy menší než 1,0. ty, mohou se součinitele  3 V návrhovém přístupu 3 se dílčí součinitele použijí na charakteristické hodnoty parametrů základové půdy a získají se návrhové hodnoty parametrů základové půdy pro výpočet návrhové únosnosti piloty. 5.5.5.2.3 Mezní únosnost v tlaku z rázových dynamických zkoušek Platnost výsledků rázové dynamické zkoušky jednotlivé piloty v tlaku (údery beranu) musí být prokázána předešlými statickými zatěžovacími zkouškami stejného typu piloty, podobných rozměrů a v podobných základových poměrech. 254

Geotechnické konstrukce Při rázové dynamické zkoušce se má odpor piloty proti beranění měřit přímo na staveništi. Dopadová energie beranu musí být dostatečně vysoká, aby umožnila stanovení únosnosti piloty při odpovídající úrovni přetvoření. Návrhová únosnost piloty v tlaku: Rc;d = Rc;k/t ,









 R Rc;m  c;m mean Rc;k  Min  ; ξ5 ξ6  

min

    

korelační součinitele 5 a 6 závisejí na počtu zkoušených pilot a použijí se na průměrnou (Rc;m)mean, respektive nejnižší (Rc;m )min hodnotu Rc;m. 5.5.5.2.4 Mezní únosnost v tlaku ze vzorce pro beranění piloty Vzorec pro beranění piloty se smí použít pouze v základové půdě s ověřenou vrstevnatostí. Jeho použitelnost musí být prokázána předešlými statickými zatěžovacími zkouškami stejného typu piloty, podobných rozměrů a v podobných základových poměrech. Zkouška beraněním se má konat nejméně ve vzdálenosti 5 průměrů pilot od oblasti pilotování. Pro opřené piloty beraněné do hrubozrnných zemin se návrhová únosnost v tlaku Rc;d stanoví stejným postupem jako z rázových dynamických zkoušek. Má být zaznamenán vnik každé piloty pro konečnou sérii úderů. 5.5.5.2.5 Mezní únosnost v tlaku z analýzy vlnové rovnice Analýza vlnové rovnice se smí použít pouze v základové půdě s ověřenou vrstevnatostí. Její použitelnost musí být prokázána předešlými statickými zatěžovacími zkouškami stejného typu piloty, podobných rozměrů a v podobných základových poměrech. Návrhová únosnost v tlaku Rc;d z výsledků vlnové rovnice reprezentativního počtu pilot se stanoví stejným postupem jako z rázových dynamických zkoušek. Korelační součinitele  je třeba založit na místní zkušenosti. 5.5.5.2.6 Doberanění Doberanění se obvykle provádí v prachovitých zeminách, pokud místní srovnatelná zkušenost neukazuje, že to není nutné. V návrhu se musí určit počet pilot k doberanění. Dává-li doberanění horší výsledky, musí být použity pro stanovení únosnosti v tlaku. Dává-li lepší, mohou být použity. (Doberanění plovoucích pilot v jílovitých zeminách obvykle snižuje únosnost v tlaku.) 5.5.5.3 Únosnost základové půdy v tahu Návrh tažených pilot musí být v souladu s návrhovými pravidly pro piloty tlačené, jsou-li relevantní. Pro všechny zatěžovací případy a zatěžovací kombinace musí být splněna nerovnost: Ft;d  Rt;d Musí se uvažovat dva mechanismy porušení:  vytažení pilot ze základové půdy;

255

Geotechnické konstrukce  zdvih bloku základové půdy obsahujícího piloty (ověření v souladu s UPL). Porušení tažené osamělé piloty nebo skupiny může nastat vytažením kuželu základové půdy, zejména piloty s rozšířenou patou nebo patou v hornině. Uvažuje-li se nadzdvižení bloku základové půdy obsahujícího piloty, může se započítat smykový odpor Td podél stran bloku. Návrhový odpor bloku bude zpravidla rozhodující, je-li vzdálenost pilot rovná nebo menší než druhá odmocnina součinu průměru a délky vetknutí piloty do únosné vrstvy. Účinek skupiny tažených pilot může snížit efektivní svislá napětí v zemině, a tím únosnost plášťů jednotlivých pilot. Musí se uvažovat nepříznivý vliv cyklického zatížení na únosnost v tahu. Při tom se má použít srovnatelná zkušenost, založená na zatěžovacích zkouškách pilot. 5.5.5.3.1 Únosnost v tahu ze zatěžovacích zkoušek piloty Návrhová únosnost v tahu: Rt;d = Rt;k/s;t (Doporučené hodnoty dílčích součinitelů pro stálé a přechodné situace uvádějí tabulky A.6, A.7 a A.8 EN 1997-1 [17].) Jsou-li piloty zatíženy tahem, má se zkoušce podrobit více než jedna pilota – v případě velkého počtu tažených pilot nejméně 2 % pilot. Záznamy o instalaci zkušebních pilot musí být zkontrolovány a jakákoliv odchylka od běžných podmínek výstavby musí být zohledněna v interpretaci výsledků zatěžovací zkoušky. Charakteristická hodnota únosnosti piloty v tahu: Rt;k









 R  Rt;m  t;m mean min   Min  ;  ξ1 ξ2    

korelační součinitele ξ1 a ξ2, viz tab. 65 (Tab. A.9 [17]), závisejí na počtu zkoušených pilot a použijí se na průměrnou (Rt;m)mean a nejnižší (Rt;m )min hodnotu měřené únosnosti v tahu. (Doporučené hodnoty korelačních součinitelů uvádí tabulka A.9 EN 1997-1 [17].) 5.5.5.3.2 Únosnost v tahu z výsledků zkoušek základové půdy Metody určení únosnosti pilotového základu v tahu z výsledků zkoušek základové půdy (statické výpočty, korelační vztahy) musí vycházet ze zatěžovacích zkoušek pilot a ze srovnatelné zkušenosti. Pro zajištění bezpečnosti návrhu může být zaveden modelový součinitel. Návrhová hodnota únosnosti piloty v tahu: Rt;d = Rt;k / s;t , kde Rt;k = Rs;k (Doporučené hodnoty dílčího součinitele pro trvalé a přechodné situace jsou v tabulkách A.6, A.7 a A.8 EN 1997-1 [17].) 256

Geotechnické konstrukce Charakteristická hodnota únosnosti:







 R Rs;cal  s;cal mean Rt;k  Min  ; ξ3 ξ4  



min

    

korelační součinitele ξ3 a ξ4, viz tab. 66 (Tab. A.10 [17]), závisejí na počtu zkušebních profilů a použijí se na průměrnou (Rs;cal )mean a nejnižší hodnotu (Rs;cal)min únosnosti pláště piloty z výsledků zkoušek základové půdy v jednotlivých profilech, nebo Rt;k   As;i  qs;i;k i

kde qs;i;k jsou charakteristické hodnoty plášťového tření v různých vrstvách, získané z vlastností základové půdy. (Doporučené hodnoty korelačních součinitelů uvádí tabulka A.10 EN 1997-1 [17]. Pokud se použije alternativní postup, hodnota dílčího součinitele s,t se nemusí opravovat modelovým součinitelem větším než 1,0. Hodnotu modelového součinitele stanovuje v ČR projektant.) V Návrhovém přístupu 3 se dílčí součinitele použijí na charakteristické hodnoty parametrů základové půdy a získají se návrhové hodnoty parametrů základové půdy pro výpočet návrhové únosnosti piloty. 5.5.5.4 Svislé posuny pilotových základů Musí se stanovit svislá přemístění za mezního stavu použitelnosti v podporované konstrukci. Při výpočtu svislých přemístění pilotového základu se mají uvažovat nejistoty výpočetního modelu a vlastností základové půdy a to, že výpočty poskytují většinou pouze přibližný odhad přemístění pilotového základu. (Bezpečnostní požadavky pro návrh podle mezního stavu únosnosti pro tlačené a tažené piloty ve středně ulehlých až ulehlých zeminách jsou obvykle dostatečné, aby zabránily vzniku mezního stavu použitelnosti v podporované konstrukci.) 5.5.5.4.1 Tlačené pilotové základy Musí se prověřit mezní stav použitelnosti v podporované konstrukci. Analýza musí zahrnovat sedání osamělých pilot i (případný) skupinový účinek a odhad nerovnoměrného sedání. Nejsou-li k dispozici výsledky zatěžovacích zkoušek pro analýzu interakce pilotového základu s vrchní konstrukcí, mají se použít bezpečné empirické vztahy zatížení-sedání osamělých pilot. 5.5.5.4.2 Tažené pilotové základy Platí stejné principy jako u tlačených pilot, navíc se má věnovat pozornost prodloužení piloty. V náročných případech se musí samostatně posoudit přemístění směrem vzhůru.

5.5.6 Příčně zatížené piloty Návrh příčně zatížených pilot musí být v souladu s návrhovými pravidly pro piloty tlačené, jsou-li relevantní. Zvláštní pravidla pro příčně zatížené piloty jsou uvedena dále. Pro všechny zatěžovací případy a zatěžovací kombinace musí být splněna nerovnost: 257

Geotechnické konstrukce Ftr;d  Rtr;d Má se uvažovat jeden z následujících mechanismů porušení:  „krátké piloty“ – pootočení nebo posunutí jako tuhé těleso;  „dlouhé štíhlé piloty“ – porušení ohybem piloty, doprovázené místním zplastizováním a přemístěním zeminy blízko hlavy piloty. Při stanovení únosnosti příčně zatížených pilot se musí uvažovat skupinový efekt. Má se uvažovat, že příčné zatížení skupiny pilot může vyvolat kombinaci tlaku, tahu a příčných sil v osamělých pilotách. 5.5.6.1 Příčná únosnost ze zatěžovacích zkoušek piloty Zatěžovací zkoušky příčně zatížené piloty se musí provést v souladu s obecnými požadavky, které již byly dříve uvedeny v této kapitole, nemusí se však provádět do stadia porušení. Počet zkušebních pilot a návrhová únosnost by měly odpovídat proměnlivosti základové půdy, zejména do hloubky několika m pod hlavou piloty (terénem). Mají být zadokumentovány odchylky výroby zkušebních pilot od standardních postupů a mají být vzaty v úvahu při interpretaci výsledků, stejně jako vliv interakce ve skupině pilot a fixace hlavy. 5.5.6.2 Příčná únosnost z výsledků zkoušek základové půdy a parametrů pilot Metoda řešení je v EN 1997-1 definována velmi neurčitě, prakticky je požadována pouze fyzikální konzistentnost. (Lze tedy použít např. metody z ČSN 73 1004 [34].) Příčná únosnost dlouhé tenké piloty se může řešit za použití teorie nosníku ve Winklerově prostředí. Při řešení se musí uvažovat stupeň volnosti hlavy piloty a také případný účinek pilotové skupiny. Musí být též posouzena možnost konstrukčního porušení, tj. zlomení piloty. 5.5.6.3 Příčné přemístění Při určení příčného přemístění pilotového základu se musí uvažovat:  tuhost základové půdy a její proměnnost s úrovní přetvoření (nelineární pracovní diagram zeminy);  ohybová tuhost pilot;  tuhost spojení pilot s konstrukcí;  skupinový efekt;  vliv cyklického zatížení. (Tento soubor požadavků, pokud by byl vzat doslova, by prakticky připouštěl pouze nelineární 3D model MKP. Vzhledem k celkově malé váze, která je v EN 1997-1 přikládána meznímu stavu použitelnosti, a srovnáme-li rozsah částí věnovaných příčně a např. svisle zatíženým pilotám, lze předpokládat, že to autoři Eurokódu neměli na mysli. Lze tedy použít i lineárně pružné modely (piloty v pružném poloprostoru, Winklerově prostředí…), ale charakteristiky prostředí by měly respektovat úroveň změny napětí v základové půdě vyvolanou pilotami nebo skupinový efekt).

258

Geotechnické konstrukce

5.5.7 Konstrukční návrh pilot Vlastní konstrukce pilot musí být navržena odolná vůči:  podmínkám užití: koroze, osová a příčná (cyklická) zatížení…;  podmínkám instalace (ražením), např. nevhodné základové poměry, jako jsou balvany a strmě ukloněné skalní podloží a ostatní faktory ovlivňující beranění, včetně kvality diskontinuit základové půdy;  podmínkám dopravy prefabrikovaných pilot. Tenké piloty procházející vodou nebo vrstvami velmi slabé zeminy (s neodvodněnou smykovou pevností cu ≤ 10 kPa) se musí posoudit na vybočení. Konstrukční návrh musí uvažovat výrobní tolerance pilot.

5.5.8 Dozor nad prováděním Podkladem pro pilotovací práce musí být plán pilot, který obsahuje:       

číslo piloty; typ piloty; umístění a sklon piloty, včetně tolerancí; průřez piloty (a údaje o vyztužení piloty betonované na místě); délku piloty; požadovanou únosnost piloty; úroveň paty piloty (vzhledem ke srovnávací rovině na staveništi nebo v blízkosti staveniště) nebo požadovaný penetrační odpor;  sled instalace;  známé překážky;  jakékoliv další omezení pilotovacích aktivit. Musí se předepsat, že instalace všech pilot se monitoruje a dokumentace se vyhotoví bezprostředně po instalaci. Záznam o každé pilotě má zahrnovat:     

číslo piloty; instalační zařízení; průřez piloty a její délku; datum a čas instalace (včetně přestávek); betonovou směs, použitý objem betonu a metodu ukládání pro piloty betonované na místě;  objemovou tíhu, pH, viskozitu podle Marshe a obsah jemnozrnných částic bentonitového výplachu (pokud se použije);  pro piloty zhotovené průběžným spirálovým vrtákem (CFA) nebo ostatní injektované piloty: objemy a tlak čerpadel injekční směsi nebo betonu, vnitřní a vnější průměry, sklon spirály a penetraci na jednu otáčku;

259

Geotechnické konstrukce  pro beraněné piloty: hodnoty měření odporu při beranění, jako je tíha a výška nebo účinnost beranu, frekvence úderů a počet úderů nejméně v posledních 0,25 m vniku;  účinnost přenosných vibrátorů (pokud se použijí);  krouticí moment, který přenáší motor vrtné soupravy (pokud se použije);  pro vrtané piloty: vrstvy zjištěné při vrtání a stav paty, pokud chování paty piloty je kritické;  překážky vyskytující se během pilotování;  odchylky v umístění. Záznamy se mají uchovávat nejméně pět let po dokončení stavby. Záznamy o skutečném provedení mají být po skončení pilotování uloženy společně s dokumenty o výstavbě. Pokud pozorování nebo kontrola záznamů odhalí pochybnosti o instalaci pilot, musí se posoudit, za jakých podmínek byly piloty instalovány a nutná nápravná opatření. Ta musí zahrnovat provedení statické zatěžovací zkoušky nebo zkoušky integrity, instalaci nové piloty nebo doberanění v kombinaci se zkouškami základové půdy, obklopující příslušnou pilotu. U pilot citlivých na proces instalace a pokud nemůže být instalace věrohodně monitorována, musí se integrita prokázat zkouškami. Dynamické zkoušky integrity s nízkým přetvořením se mohou použít pro celkové zhodnocení pilot, které mohou mít vážné poruchy, nebo které mohou způsobit vážnou ztrátu únosnosti zeminy během výstavby. Protože poruchy, jako je nedostatečná kvalita betonu a tloušťka krytí, které mohou ovlivnit dlouhodobé chování piloty, často nemohou být zjištěny dynamickými zkouškami, mohou být použity další zkoušky, jako jsou zkoušky ultrazvukem, vibrační nebo převrtání jádrovým vrtem.

5.5.9 Dílčí součinitele pro pilotové základy V následující tab.68, zpracované podle tabulek A.3 a A.4 z přílohy A EN 1997-1, jsou uvedeny hodnoty dílčích součinitelů všech tří návrhových přístupů pro ověření mezních stavů (STR) a (GEO) pilotových základů. A – Hodnoty za lomítkem se použijí pro příznivé zatížení nebo jeho účinky, menší hodnoty v závorce pro NP3 se použijí pro „geotechnická zatížení“. M – horní řádek platí pro efektivní parametry smykové pevnosti (součiniteli γφ´ se redukuje tg φ’!), spodní řádek pro totální soudržnost nebo pevnost v tlaku (úhel vnitřního tření je uvažován nulový); hodnoty v závorce pro NP1, K2 se použijí pro výpočet nepříznivě zatížených pilot vystavených negativnímu plášťovému tření nebo příčnému zatížení. R – součinitele se použijí z tab. 69 až 71 podle použité technologie.

260

Geotechnické konstrukce Tab. 68 Dílčí součinitele pro pilotové základy NP1

NP1

NP2

NP3

Kombinace 1

Kombinace 2

A1+M1+R1

A2+M1(2)+R4

A1+M1+R2

(A1 v A2)+M2+R3

A

γG

1,35/1,0

1,0/1,0

1,35/1,0

(1,35 v 1,0)/1,0

A

γQ

1,5/0,0

1,3/0,0

1,5/0,0

(1,5 v 1,3)/0,0

M

γφ´ γc´

1,0

1,0 (1,25)

1,0

1,25

M

γcu γqu

1,0

1,0 (1,4)

1,0

1,4

R

γR

R1 – tab.

R4 – tab.

R2 – tab.

R3 – tab.

Tab. 69 Dílčí součinitele únosnosti pro vháněné piloty Odpor

[Tab.A.6 [17]]

Značka

Soubor R1

R2

R3

R4

Pata

b

1,0

1,1

1,0

1,3

Plášť (tlak)

s

1,0

1,1

1,0

1,3

Celkový/kombinovaný (tlak)

t

1,0

1,1

1,0

1,3

Plášť (tah)

s;t

1,25

1,15

1,1

1,6

Tab. 70 Dílčí součinitele únosnosti pro vrtané piloty Odpor

[Tab.A.7 [17]]

Značka

Soubor R1

R2

R3

R4

Pata

b

1,25

1,1

1,0

1,6

Plášť (tlak)

s

1,0

1,1

1,0

1,3

Celkový/kombinovaný (tlak)

t

1,15

1,1

1,0

1,5

Plášť (tah)

s;t

1,25

1,15

1,1

1,6

Tab. 71 Dílčí součinitele únosnosti pro piloty CFA Odpor

[Tab.A.8 [17]]

Značka

Soubor R1

R2

R3

R4

Pata

b

1,1

1,1

1,0

1,45

Plášť (tlak)

s

1,0

1,1

1,0

1,3

Celkový/kombinovaný (tlak)

t

1,1

1,1

1,0

1,4

Plášť (tah)

s;t

1,25

1,15

1,1

1,6 261

Geotechnické konstrukce

5.5.10 Poznámky k výpočtu pilot s příkladem 5.5.10.1 Mezní únosnost v tlaku ze statických zatěžovacích zkoušek Postup stanovení mezní únosnosti pilot ze statických zatěžovacích zkoušek lze rozdělit do dvou fází: Nejprve se z hodnot změřených Rc;m odvodí únosnost charakteristická Rc;k: Rc;k









 R Rc;m  c;m mean  Min  ; ξ1 ξ2  

min

    

korelační součinitele 1 a 2, viz tab. 65, závisejí na počtu zkoušených pilot a na tom, zda se použijí na průměrnou (Rc;m)mean, nebo nejnižší (Rc;m )min hodnotu změřené únosnosti. Pro tuhé konstrukce se schopností redistribuovat zatížení mezi pilotami a odlehčit „slabým“ se mohou hodnoty 1 a 2 dělit 1,1, ale součinitel 1 (na průměr) nesmí být celkově menší než 1,0. Jako výsledná charakteristická hodnota se bere minimum z obou a tento postup je pro všechny piloty stejný. Poté se z charakteristické odvodí návrhová únosnost piloty v tlaku: Rc;d = Rc;k/t nebo Rc;d = Rb;k/b + Rs;k/s Hodnoty dílčích součinitelů  závisejí na technologii piloty (ražená, vrtaná, CFA – viz tab. 6971), na tom, zda se použijí na celkovou únosnost piloty nebo odděleně na patu a plášť (to závisí na instrumentaci zkušební piloty, ale EN 1997-1 připouští i odhad rozdělení únosnosti piloty mezi patu a plášť na základě zkoušek základové půdy). Nyní ke konkrétnímu příkladu: na obr. 88 jsou znázorněny výsledky statických zatěžovacích zkoušek v tlaku, tj. dvě zatěžovací křivky velkoprůměrové vrtané piloty průměru 1,2 m, délky 12,0 m ve vrstevnaté základové půdě. (Ve skutečnosti to však jsou obálky zatěžovacích křivek, které budou pro názornost interpretace výsledků vhodnější. Skutečné zatěžovací křivky zkušebních pilot jsou, vzhledem k požadovanému stupňovitému zatěžování s vloženými odlehčeními k nule, podstatně složitější.) Nejprve musíme určit hodnotu změřené mezní únosnosti piloty v prostém tlaku. To není podle EN 1997-1 tak jednoduché, jak by se mohlo na první pohled zdát. Na rozdíl od ČSN 73 1002 [33], kde byly rozlišovány experimentální únosnosti: směrná (s = 25 mm); na mezi úměrnosti (průsečík tečen z počátku a konce zatěžovací křivky); na mezi přetvoření (s = 10 % průměru piloty) a na mezi zaboření, a každá se poté redukovala jiným součinitelem na hodnotu výpočtovou (návrhovou), EN 1997-1 uvádí, že nelze-li z plynulé zkušební zatěžovací křivky definovat mezní stav únosnosti, má se uvažovat při sednutí 10 % průměru paty piloty (tj. mez zaboření nebo mez přetvoření?). Na druhé straně EN 1997-1 uvádí, že musí být respektována omezená schopnost podporované konstrukce vzdorovat hodnotám sednutí základu. Jinak řečeno, je-li mezní sednutí přípustné pro vrchní stavbu např. 60 mm (železobetonová staticky neurčitá) nelze za mezní únosnost považovat hodnotu změřenou při 120 mm. Přitom míra redukce únosnosti podle EN 1997-1 na relativní velikosti sednutí nezávisí. Proto bude proveden srovnávací výpočet i podle ČSN 73 1002, což je v souladu s častými odvoláními EN 1997-1 na srovnatelnou zkušenost. 262

Geotechnické konstrukce Zatížení [kN] 0

1000

2000

3000

4000

5000

0 10 20 30 Sednutí [mm]

40 50 60 70 80

Křivka č. 1

90

Křivka č. 2

100 110

Polygon 1

120

Polygon 2

Obr. 88 Zatěžovací křivky pilot K zatěžovacím křivkám jsou v obr. 88 přidány tečnové polygony, které svými lomy určují únosnost na mezi úměrnosti (Upr podle ČSN 73 1002). Ta (nebo velmi blízká hodnota) je za únosnost pilot nejčastěji považována i v zahraniční literatuře. Pro křivku 1 (méně únosnou): únosnost na mezi zaboření Upr = 3550 kN a odpovídá jí sednutí cca 35 mm, únosnost při 60 mm (maximum vrchní stavby) U60 = 3870 kN a únosnost na mezi přetvoření Udef = 4380 kN při 120 mm sednutí. Analogicky pro křivku 2: Upr = 4000 kN (33 mm), U60 = 4500 kN, Udef = 5250 kN. Nejprve odvodíme charakteristické hodnoty únosnosti z rovnice: Rc;k









 R Rc;m  c;m mean  Min  ; ξ1 ξ2  

min

    

V následující tab. 72 jsou hodnoty korelačních součinitelů ξ pro odvození charakteristických hodnot únosnosti piloty z výsledků n zatěžovacích zkoušek. Tab. 72 Korelační součinitele  pro odvození charakteristických hodnot únosnosti pilot ze statických zatěžovacích zkoušek pilot (n – počet zkoušených pilot, první řádek součinitelů pro odvození z průměru, druhý pro odvození z minima hodnot) [Tab. A.9 [17]]

 pro n = 1 2

1

2

3

4

5

1,40

1,30

1,20

1,10

1,00

1,40

1,20

1,05

1,00

1,00

Pro dvě zatěžovací křivky budeme dělit průměrnou hodnotu změřené únosnosti součinitelem 1,30 a minimální hodnotu součinitelem 1,20 (neuvažujeme tuhou vrchní stavbu schopnou 263

Geotechnické konstrukce redistribuovat zatížení mezi pilotami, jinak lze dílčí součinitele snížit: 1,30/1,1 = 1,18 ≥ 1,00 a 1,20/1,1 = 1,09). Rc;k = min {[(3550 + 4000)/2]/1,30 = 2904; 3550/1,20 = 2958} = 2904 kN (z Upr) Rc;k = min {[(3870 + 4500)/2]/1,30 = 3219; 3870/1,20 = 3225} = 3219 kN (z U60) Rc;k = min {[(4380 + 5250)/2]/1,30 = 3704; 4380/1,20 = 3650} = 3650 kN (z Udef) Z výše uvedených výpočtů a obr. 88 je patrné, že charakteristická únosnost odvozená z únosnosti na mezi přetvoření (Udef => Rc;k = 3650 kN) je prakticky rovná změřené únosnosti na mezi úměrnosti (Upr): 3550 – 4000 kN. Je tedy zřejmé, že experimentální mezní únosnost musí respektovat hodnoty sedání, při kterých může být pilota reálně využívána. V našem případě dále použijeme hodnoty odvozené z měřené únosnosti na mezi úměrnosti (Upr) při sednutí 33 – 35 mm, tj. z prvního řádku: Rc;k = 2904 kN. Nyní odvodíme hodnoty návrhové únosnosti: Rc;d = Rc;k/t Použijeme dílčí součinitele pro celkovou únosnost vrtané piloty (v případě rozdělení na únosnost paty a pláště je postup obdobný: Rc;d = Rb;k/b + Rs;k/s). Hodnoty dílčích součinitelů únosnosti pro vrtané piloty jsou v tab. 73 (proti tabulce A.7 z EN 1997-1 byla přeskupena tak, aby součinitele odpovídaly řazení návrhových přístupů zleva, tj. R1, R4, R2, R3!). Tab. 73 Dílčí součinitele únosnosti pro vrtané piloty Odpor

Značka

Soubor R1

R4

R2

R3

Pata

b

1,25

1,6

1,1

1,0

Plášť (tlak)

s

1,0

1,3

1,1

1,0

Celková/kombinovaná (tlak)

t

1,15

1,5

1,1

1,0

Plášť v tahu

s;t

1,25

1,6

1,15

1,1

Tab. 74 Dílčí součinitele pro pilotové základy

A A M M R

γG γQ γφ´ γc´ γcu γqu γR

NP1

NP1

Kombinace 1

Kombinace 2

A1+M1+R1

A2+M1(2)+R4

1,35 1,5 1,0 1,0 1,15

1,0 1,3 1,0 1,0 1,5

NP2

NP3

A1+M1+R2

(A1 v A2)+M2+R3

1,35 1,5 1,0 1,0 1,1

1,35 1,5 1,25 1,4 1,0

V našem případě použijeme součinitel t. Vzhledem k tomu, že jeho rozdílné hodnoty budou aplikovány na společnou charakteristickou únosnost, je na první pohled zřejmé, že obdržíme 264

Geotechnické konstrukce různé hodnoty návrhové únosnosti. Význam návrhové únosnosti však nelze chápat odděleně od návrhového zatížení… Proto následuje souborná tab. 74, ve které jsou uvedeny všechny relevantní součinitele pro jednotlivé návrhové přístupy k řešení pilot. (Od tab. 68 se liší uvedením pouze součinitelů pro nepříznivá zatížení, a konkrétními hodnotami γR pro celkovou únosnost vrtaných pilot.) Z tabulky vyplývá, že na rozdíl od ostatních geotechnických konstrukcí, u pilot se v NP1-Kombinace 2 běžně neredukují materiálové charakteristiky (pouze při nepříznivém zatížení). Redukce se tedy provádí prakticky pouze v návrhovém přístupu NP 3. To ho činí velmi nevýhodným v případě odvozování únosnosti ze zatěžovací zkoušky, neboť by bylo nutné odvodit charakteristické hodnoty parametrů základové půdy z charakteristické únosnosti a ty poté redukovat. Snad pouze s výjimkou soudržné zeminy za neodvodněných podmínek a možná homogenní nesoudržné zeminy je to prakticky těžko proveditelné (zpětná analýza) a ve vrstevnaté základové půdě má téměř nekonečně mnoho řešení. Proto zde NP 3 nebude řešen. V našem případě provedeme výpočet následovně: Nejprve vypočteme návrhovou únosnost Rc;d = Rc;k/γt. Budeme předpokládat, že její hodnota je v mezním stavu únosnosti právě rovna návrhové hodnotě zatížení: Fc;d = Rc;d a pomocí rovnice: Fd = γF.Frep => Frep = Fd/γF vypočteme mezní reprezentativní hodnotu zatížení Frep. Teprve tyto hodnoty nám umožní porovnat výsledky jednotlivých návrhových přístupů. K tomu je ještě nutno učinit předpoklad o podílu stálé a proměnné složky zatížení: stálá 70 %, proměnná 30 %. Rc;d = Rc;k/γt

Frep = Fd/γF ≤ Rc;d/(0,7 · γG + 0,3 · γQ)

Návrhový přístup 1, Kombinace 1: Rc;d = 2904/1,15 = 2525 kN;

Frep ≤ 2525/(0,7 · 1,35 + 0,3 · 1,50) = 1810 kN.

Návrhový přístup 1, Kombinace 2: Rc;d = 2904/1,50 = 1936 kN;

Frep ≤ 1936/(0,7 · 1,00 + 0,3 · 1,30) = 1780 kN.

V návrhovém přístupu 1 celkově rozhoduje nižší hodnota, tj. 1780 kN. Návrhový přístup 2: Rc;d = 2904/1,10 = 2640 kN;

Frep ≤ 2640/(0,7 · 1,35 + 0,3 · 1,50) = 1890 kN.

Z uvedených výpočtů je patrné, že přes nízkou hodnotu návrhové únosnosti v NP1, Kombinace 2, jsou všechny reprezentativní hodnoty zatížení prakticky stejné! Pro srovnání je ještě uveden kontrolní výpočet podle ČSN 73 1002: Redukce změřené únosnosti na mezi úměrnosti Upr na hodnotu únosnosti výpočtové (návrhové) se provádí jednostupňově součinitelem 1,25 až 1,3. Zvětšující součinitele zatížení: dlouhodobé 1,1 a krátkodobé 1,4: kN.

Rc;d = [(3550 + 4000)/2]/1,30 = 2904 kN; Frep ≤ 2904/(0,7 · 1,1 + 0,3 · 1,40) = 2440

Hodnota (provozní, reprezentativní) zatížitelnosti piloty ze zatěžovací zkoušky je podle ČSN 73 1002 nejvyšší: 2440 kN proti 1780 až 1890 kN. Výsledky podle EN 1997-1 by se zlepšily o 10 % při uvažování tuhé konstrukce nad pilotami, která by mohla redistribuovat zatížení ze slabých pilot. To by připadalo v úvahu u většiny základů mostů. Na druhé straně je nutné zvážit i účinek skupiny pilot, který by v případě převážně vrtaných a obvykle v malé osové vzdálenosti rozmístěných pilot pod základy mos265

Geotechnické konstrukce tů únosnost snižoval, zpravidla více, než činí onen desetiprocentní nárůst. Problematiku skupinového účinku EN 1997-1 podrobně neřeší, ale metody jsou poměrně známé: od jednoduchých grafů přes výpočet skupiny jako obalujícího hranolu nebo „makropiloty“ až po řešení interakce skupiny pilot s pružným poloprostorem analyticky nebo pomocí MKP. Skupinový účinek (redukující především únosnost pláště) je nejvýznamnější u pilot plovoucích. Ale i pilota opřená o skálu, kde je skupinový účinek nejmenší až zanedbatelný, může v důsledku nedokonalého očištění paty vrtu sedat při zatěžovací zkoušce dostatečně na to, aby se projevila únosnost pláště v kvalitnějších zeminách, která bude ve skutečném skupinovém základu redukována. Zatímco při výpočtu únosnosti piloty z vlastností základové půdy bude únosnost pláště piloty opřené o skálu pravděpodobně zanedbána, v chování osamělé zkušební piloty se může projevit. Z tohoto hlediska může být vyhodnocení únosnosti skupinové piloty ze zatěžovací zkoušky osamělé piloty poměrně riskantní. 5.5.10.2 Mezní únosnost v tlaku ze zkoušek základové půdy Stanovení únosnosti pilot výpočtem z parametrů základové půdy nebo korelací z výsledků polních zkoušek (penetrace, presiometr…) lze provést podobně jako ze zatěžovacích zkoušek pilot. Nejprve se v profilech všech průzkumných sond vypočtou (korelacemi stanoví) „normové“ únosnosti pilot. Ty se pomocí korelačních součinitelů z tab. 75 převedou na hodnoty charakteristické. Podobně jako u statických zkoušek se vybere menší z dvojice hodnot určených z průměru únosností všech sond nebo minimální vypočtené únosnosti. Postup je tedy podobný, ale hodnoty korelačních součinitelů v tab. 75 a tab. 72 se liší. Při užití Návrhového přístupu 3 se charakteristické hodnoty parametrů základové půdy určí jako „obezřetný odhad“ nebo ze statistického rozboru vlastností základové půdy. Není tedy výslovně požadováno, aby volba charakteristických hodnot parametrů zeminy v NP3 odpovídala míře redukce únosnosti z tab. 75 pro ostatní Návrhové přístupy. Součinitele v tab. 75 však mohou být jistým vodítkem, do jaké míry by měly charakteristické hodnoty parametrů snížit únosnost piloty. Tab. 75 Korelační součinitele  pro odvození charakteristických hodnot únosnosti pilot z výsledků zkoušek základové půdy (n – počet zkoušených profilů, první řádek součinitelů pro odvození z průměru, druhý pro odvození z minima hodnot) [Tab.A.10 [17]]

 pro n =

1

2

3

4

5

7

10

3

1,40

1,35

1,33

1,31

1,29

1,27

1,25

4

1,40

1,27

1,23

1,20

1,15

1,12

1,08

Poté následuje redukce charakteristické únosnosti na návrhovou dílčími součiniteli skupin M a R z tab. 68 – 71. Výpočet únosnosti pilot z parametrů zeminy je možný prakticky libovolnou, ale spolehlivou a ověřenou metodou: od analytických (např. ČSN 73 1004 [24], včetně „mezní zatěžovací křivky“ pro výpočet sedání, „Komentář k ČSN 73 1002“…) a počítačových programů na nich založených až po MKP, kterou lze vypočítat zatěžovací křivky podobné obr. 88. Zde dává EN 1997-1 autorovi návrhu značnou volnost, ale současně i odpovědnost. Obdobně jako v případě zatěžovacích zkoušek musí být zohledněn případný účinek skupiny pilot. Většina běžně dostupných výpočetních metod přitom řeší pouze osamělou pilotu! 266

Geotechnické konstrukce

5.6 Opěrné konstrukce Na začátku kapitoly (9) jsou v EN 1997-1 obecně charakterizovány opěrné konstrukce, pro které musí být použita její ustanovení. Jsou to konstrukce, o které se opírá základová půda obsahující zeminu, horninu, sypaninu nebo vodu. Zahrnují všechny typy stěn a podpěrných systémů, ve kterých jsou konstrukční prvky zatíženy silami z opřeného materiálu. (Tato kapitola neplatí pro tlak zrnitého materiálu v silech, ten se musí počítat podle EN 1991-4). Dále jsou definovány tři hlavní typy opěrných konstrukcí:  gravitační zdi: z kamene, prostého nebo vyztuženého betonu; mají základ s nebo bez paty, výstupku nebo s opěrnými pilíři; tíha zdi (včetně stabilizující masy zeminy, horniny nebo sypaniny), hraje rozhodující roli v podpoře zadržovaného materiálu;  vetknuté stěny: relativně tenké stěny z oceli, vyztuženého betonu nebo dřeva, podporované kotvami, rozpěrami, anebo pasivním zemním tlakem; ohybová únosnost hraje důležitou roli při podpoře zadržovaného materiálu, tíha stěny není významná;  složené opěrné konstrukce: z prvků výše uvedených dvou typů, např. dvojité štětové stěny jímek, zemní konstrukce vyztužené táhly, geotextiliemi nebo injektováním a konstrukce s několika řadami zemních kotev nebo zemních hřebíků. Následuje velké množství (někdy až příliš) stručně formulovaných zásad a aplikačních pravidel, které musí být při návrhu opěrných konstrukcí splněny, ale bez konkrétních návodů k řešení.

5.6.1 Mezní stavy Musí se uvažovat nejméně následující mezní stavy a musí být sestaven jejich seznam:  ztráta celkové stability;  porušení konstrukčního prvku (stěny, kotvy, rozpěry, podélníku) nebo porušení spojení mezi prvky;  kombinované porušení základové půdy a konstrukčního prvku;  porušení vztlakem a vnitřní erozí;  nepřijatelný pohyb opěrné konstrukce, který může vyvolat kolaps nebo omezit užívání konstrukcí a inženýrských sítí v okolí nebo bezprostředně na ní;  nepřijatelná změna v režimu podzemní vody;  nepřijatelné prosakování vody nebo transport zemních částic stěnou nebo pod stěnou. Pro gravitační zdi a složené opěrné konstrukce se navíc musí uvažovat porušení únosnosti zeminy pod základem, usmyknutí v základové spáře a překlopení, tj. jako u plošných základů. Pro vetknuté stěny navíc porušení pootočením nebo posunutím stěny nebo jejích částí a nedostatkem svislé rovnováhy, tj. nesplnění výminek rovnováhy: momentové, součtové svislé nebo vodorovné. Musí se uvažovat i relevantní kombinace shora uvedených mezních stavů.

267

Geotechnické konstrukce

5.6.2 Zatížení Kromě všeobecného seznamu zatížení z kap. 2 EN 1997-1 se má uvažovat:  tíha zásypového materiálu: návrhové hodnoty objemové tíhy zásypového materiálu musí vycházet ze znalostí dostupného materiálu; zpráva o geotechnickém návrhu musí specifikovat kontroly během stavebního procesu, aby se ověřilo, že skutečné hodnoty nejsou horší než v návrhu;  zatížení povrchu: např. blízké budovy, zaparkovaná nebo pohybující se vozidla nebo jeřáby, uskladněný materiál, zboží a kontejnery; zvýšená pozornost se má věnovat opakovanému zatížení povrchu, které může způsobit vyšší tlaky než při prvním nebo statickém zatížení;  tíha vody: návrhové hodnoty musí vyjádřit rozdíly mezi vodou čerstvou, slanou nebo kontaminovanou ve vyšší koncentraci;  síly vln a ledu: návrhové hodnoty se musí pro klimatické a hydraulické podmínky staveniště vybrat na základě místně platných údajů; návrhové hodnoty tlaku ledové kry musí zohlednit počáteční teplotu ledu před jeho ohřátím, rychlost růstu teploty, tloušťku ledové kry;  průsakové síly: způsobené rozdílnou hladinou podzemní vody za a před opěrnou konstrukcí mohou změnit zemní tlak za zdí a snížit zemní tlak před zdí;  kolizní síly (vln, ker, dopravy…): návrhové hodnoty mají zohlednit energii absorbovanou narážející hmotou a opěrným systémem (zábradlí, svodidla…) i vzrůstající tuhost, způsobenou opřenou základovou půdou; má se posoudit riziko ztekucení zeminy v důsledku bočního rázu na vetknuté stěny; zatížení rázem ledových ker musí zohlednit pevnost v tlaku a tloušťku ledu (pevnost v tlaku ovlivňuje homogenita a slanost ledu);  vlivy teploty: musí se uvažovat dočasné a prostorové vlivy abnormálních teplotních změn, zejména při určování zatížení rozpěr a vzpěr; vytváření čoček ledu v základové půdě za opěrnými konstrukcemi se brání vhodným zásypovým materiálem, drenáží nebo izolací.

5.6.3 Geometrické údaje 5.6.3.1 Zatížení povrchu základové půdy Návrhové hodnoty geometrie zadržovaného materiálu musí vzít v úvahu proměnnost stávajícího terénu a také nepříznivý výkop nebo možnou vodní erozi před opěrnou konstrukcí. Závisí-li stabilita opěrné konstrukce na odporu základové půdy před ní, má se snížit návrhová úroveň povrchu pod nominální o hodnotu a, která se má vybrat s ohledem na stupeň kontroly. Je-li normální, u nerozepřené stěny se má a rovnat 10 % výšky stěny nad úrovní výkopu, u rozepřené stěny se má rovnat 10 % vzdálenosti mezi nejnižší podporou a úrovní výkopu, v obou případech však maximálně 0,5 m. Pokud je kontrola spolehlivá po celou dobu výstavby, mohou se použít menší hodnoty a, včetně 0 m. Větší hodnoty a se mají použít, je-li úroveň povrchu zvláště nejistá.

268

Geotechnické konstrukce 5.6.3.1 Hladiny vody Charakteristické a návrhové hodnoty úrovně volné vody a mělké podzemní vody se musí určit na základě hydraulických a hydrogeologických podmínek staveniště. V úvahu se musí vzít vliv proměnlivé propustnosti na režim podzemní vody a možnost nepříznivých tlaků zavěšené nebo artéské vody.

5.6.4 Návrhové situace Musí se uvažovat následující případy:       

prostorová proměnnost vlastností zeminy, hladin vody a pórových tlaků; změny vlastností zeminy, hladin vody a pórových tlaků v čase; proměnnost zatížení a způsob, jakým jsou kombinována; výkop, vyplavování nebo eroze před opěrnou konstrukcí; vliv zhutnění zásypu za opěrnou konstrukcí; vliv budoucích konstrukcí a zatížení povrchu zadržovaného materiálu; pohyby základové půdy v důsledku např. poklesu nebo mrazu.

Led a vlny nemusí na nábřežní stavby působit zároveň v tomtéž bodě.

5.6.5 Návrhová a konstrukční doporučení Pro mezní stavy únosnosti a použitelnosti se užijí postupy z kap.2 EN 1997-1. Při předpokládaném rozdělení tlaku a zatížení stěny se musí prokázat dosažení svislé rovnováhy. Při tom se má uvažovat možné snížení třecích parametrů stěny. Opěrné stěny se mají navrhovat tak, aby byly viditelné známky přiblížení k meznímu stavu únosnosti. Návrh má zabránit poruše křehkým lomem. Má se uvažovat mezní stav značného přemístění opěrné konstrukce, který může způsobit poruchu sousedních konstrukcí nebo inženýrských sítí. Návrhové metody a hodnoty dílčích součinitelů doporučené EN 1997-1 jsou obvykle dostatečné, aby zabránily vzniku mezních stavů použitelnosti v okolních konstrukcích, je-li zemina nejméně středně ulehlá nebo tuhá a byly použity adekvátní metody výstavby. Zvláštní pozornost se má věnovat vysoce překonsolidovaným jílům, ve kterých vysoká vodorovná napětí v klidu mohou vyvolat značné pohyby v širokém okolí výkopů. Složitost interakce základové půdy a opěrné konstrukce může někdy působit obtíže při detailním návrhu opěrné konstrukce před vlastní realizací. V tom případě se má zvážit použití observační metody. Návrh opěrných konstrukcí musí vzít v úvahu následující jevy, jsou-li relevantní:  vlivy výstavby stěny, včetně dočasné podpory bočních stěn výkopů, změny napětí „in situ“ a pohybů základové půdy způsobených výkopem pro zeď a výstavbu zdi, porušení základové půdy beraněním nebo vrtáním, budování přístupových komunikací na stavbu;  požadovaný stupeň nepropustnosti hotové zdi; 269

Geotechnické konstrukce        

možnost dosažení vrstvy s nízkou propustností a přerušení proudění podzemní vody; proveditelnost zemních kotev v přilehlé základové půdě; možnost výkopu mezi rozpěrami; schopnost stěny přenášet svislá zatížení; poddajnost konstrukčních prvků; přístup pro údržbu opěrné konstrukce a drenážního systému; vzhled a trvanlivost zdi a kotev; dostatečně tuhý průřez štětovnic, aby se zabránilo roztržení zámků beraněním do navrhované hloubky;  stabilitu vrtů nebo výkopů pro podzemní stěny, dokud nejsou zabetonovány;  vlastnosti dostupných materiálů a způsoby jejich hutnění v blízkosti opěrné konstrukce.

5.6.6 Drenážní systémy Závisí-li bezpečnost a použitelnost navržené konstrukce na fungování drenážního systému, musí se zvážit důsledky jeho porušení pro bezpečnost i náklady na opravy. Musí se buď specifikovat program údržby a návrh musí umožnit přístup za tímto účelem, nebo se musí prokázat srovnatelnou zkušeností a odhadem množství protékající vody, že drenážní systém bude funkční bez údržby; možná je i kombinace obou přístupů. V úvahu se má brát množství, tlaky a případný chemický obsah odváděné vody.

5.6.7 Určení zemních tlaků Pojem „zemní tlak“ zahrnuje též celkový tlak měkkých a zvětralých hornin a tlak podzemní vody. Určení zemních tlaků musí vzít v úvahu způsob a velikost pohybu a přetvoření v uvažovaném mezním stavu. Výpočty velikostí zemních tlaků a směrů výslednic musí uvažovat:  zatížení a sklon povrchu základové půdy;  odklon stěny od svislice;  vodní hladiny a průsakové síly v základové půdě;  velikost a směr pohybu stěny vzhledem k zemině za stěnou;  momentovou, vodorovnou i svislou rovnováhu celé opěrné konstrukce;  smykovou pevnost a objemovou tíhu základové půdy;  tuhost stěny a podpůrného systému;  drsnost stěny. Velikost mobilizovaného tření a adheze stěny je funkce:  smykových parametrů základové půdy;  redukce tření na styku stěna-základová půda;  směru a velikosti pohybu stěny vůči základové půdě;  schopnosti stěny přenášet svislé síly z tření a adheze. 270

Geotechnické konstrukce Velikost smykového napětí na styku stěna-základová půda se má omezit parametrem δ. Pro betonové stěny nebo ocelové štětové stěny podporující písek nebo štěrk se může předpokládat návrhová hodnota parametru d = k · cv;d. Pro betonové prefabrikáty nebo ocelové štětovnice nemá δ přesáhnout 2/3, při betonáži do zeminy se může podle EN 1997-1 předpokládat δ = 1,0. (To je však příliš vysoká hodnota, kterou nedoporučujeme použít. Závisí totiž na napjatosti základové půdy a i v rostlé zemině je  =  pouze na smykových rovinách, vzájemně odkloněných o 90° ± φ. V ostatních směrech klesá, a to až k nule na hlavních rovinách.) Pro ocelové štětovnice v jílu za neodvodněných podmínek bezprostředně po beranění se nemá uvažovat smykové napětí na povrchu, časem však může vzrůstat. Hodnoty zemních tlaků v mezním stavu únosnosti a použitelnosti se zásadně liší, určují se odlišnými výpočty. Proto zemní tlak užitý jako zatížení nemůže mít jednu (společnou) charakteristickou hodnotu. Výpočty tlaků horninového masívu musí uvažovat vliv diskontinuit, zejména jejich orientaci, vzdálenost, rozevření, hrubost a mechanické charakteristiky výplně. Musí se uvažovat bobtnání základové půdy. 5.6.7.1 Hodnoty zemního tlaku v klidu Nenastane-li žádný relativní pohyb stěny a základové půdy, musí se uvažovat zemní tlak v klidu. Při tom se musí zohlednit historie napjatosti základové půdy (normálně konsolidovaná nebo překonsolidovaná zemina). V normálně konsolidované zemině se tlak v klidu za opěrnou konstrukcí předpokládá při pohybu konstrukce menším než 5 · 10-4 · h. Při vodorovném povrchu základové půdy je součinitel tlaku v klidu:





K 0  1  sin φ,  OCR

Nemá se používat pro velmi vysoké hodnoty stupně překonsolidace OCR. To lze definovat i tak, že K0 by neměl překročit horní mezní hodnotu „pasivního“ tlaku v klidu“: 1 + sin ' až 1/(1 – sin '). Stoupá-li povrch základové půdy od zdi ve sklonu   ', je součinitel vodorovné složky efektivního tlaku v klidu:

K 0;β  K 0  1  sin β  Směr výslednice se předpokládá rovnoběžný s povrchem základové půdy. 5.6.7.2 Mezní hodnoty zemních tlaků

Mezní hodnoty zemních tlaků se musí určit s ohledem na relativní pohyb zeminy a stěny v okamžiku porušení a odpovídající tvar smykové plochy. Hodnoty pasivního zemního tlaku předpokládající rovinné smykové plochy vedou při vysokých hodnotách úhlu vnitřního tření a parametru  k nebezpečným výsledkům (lze použít pro  ≤ 1/3). Některé doporučené postupy stanovení mezních hodnot zemních tlaků výpočtem nebo z grafů jsou uvedeny v příloze C EN 1997-1, lze však použít i postupy z ČSN 73 0037 [25] a jiné ověřené. 271

Geotechnické konstrukce Omezují-li rozpěry, kotvy nebo podobné prvky pohyb opěrné konstrukce, nemusí být mezní hodnoty aktivního a pasivního tlaku a jejich (standardní) průběh podél konstrukce nejnepříznivější. (Opět lze využít např. ČSN 73 0037: zvýšený aktivní tlak za opěrnou konstrukcí, redistribuce zemního tlaku …) Zde je nutno upozornit, že aktivní a pasivní zemní tlaky působí prakticky až při ustáleném pohybu klínů zeminy, a proto jsou bez úpravy hodnot pro bezpečný návrh běžných konstrukcí obtížně použitelné. 5.6.7.3 Mezilehlé hodnoty zemních tlaků

Působí, jsou-li pohyby stěny nedostatečné k mobilizaci hodnot mezních (což bude většina případů bezpečně navržených konstrukcí). Určení mezilehlých hodnot musí zohlednit velikost pohybu stěny a její směr k základové půdě. Mezilehlé hodnoty zemních tlaků se mohou vypočítat užitím např. různých empirických pravidel, pružinových modelů (Winklerův model – metoda „závislých tlaků“) nebo metody konečných prvků. (Příloha C EN 1997-1 uvádí na obrázku C.3 diagram k určení průběhu mobilizace pasivního zemního tlaku hrubozrnné zeminy. Vyplývá z něj, že při dvoutřetinové mobilizaci pasivního tlaku je posunutí stěny pouze asi čtvrtinové. Toto je známo i v naší praxi: při záměru omezit deformaci, zejména vetknuté stěny, je návrhová hodnota pasivního tlaku dále redukována součinitelem cca 1,5.) 5.6.7.4 Účinky zhutňování

Při určení zemních tlaků za opěrnou konstrukcí se musí uvažovat přídavné tlaky vyvolané hutněním zásypu, které závisejí na hutnicí energii, tloušťkách hutněných vrstev a způsobu pojíždění hutnicího stroje. S růstem výšky hutněného zásypu se vliv přídavných tlaků v nižších vrstvách postupně ztrácí, je překryt celkově rostoucím tlakem zvyšující se vrstvy zásypu. Po dokončení zásypu působí běžně dodatečný tlak pouze na horní část opěrné konstrukce. Postup hutnění zásypu musí být volen tak, aby se zabránilo nadměrným přídavným tlakům. 5.6.7.5 Tlaky vody

Charakteristické a návrhové hodnoty tlaku vody musí zohlednit hladiny vody podzemní i povrchové (nádrž, vodoteč). Musí se zohlednit všechna ustanovení k této problematice, uvedená v kapitolách 2 a 9 EN 1997-1. Na konstrukce zadržující zeminu střední nebo nízké propustnosti (silty, jíly) se musí uvažovat působení tlaku vody s hladinou u povrchu zadržovaného materiálu. To neplatí, je-li instalován spolehlivý drenážní systém nebo je zabráněno infiltraci. Musí se uvažovat možný vliv vodou vyplněných tahových a smršťovacích trhlin, nelze-li tomu zabránit speciálními opatřeními (v podstatě odpovídá předchozímu ustanovení). Může-li se náhle měnit hladina volné vody, musí se uvážit neustálené podmínky proudění bezprostředně po změně i podmínky ustálené.

5.6.8 Návrh podle mezního stavu únosnosti Návrh opěrných konstrukcí musí zabránit dosažení mezního stavu únosnosti za odpovídajících návrhových situací (viz 5.6.4), použití návrhových zatížení nebo účinků zatížení a návrhových odporů. Musí se uvažovat všechny relevantní typy porušení. Stěny zatížené rozdílnými tlaky vody před a za konstrukcí se musí posoudit na bezpečnost proti porušení hydraulickým vztlakem a sufozí. 272

Geotechnické konstrukce Výpočty mezních stavů únosnosti musí prokázat dosažení rovnováhy při užití návrhových zatížení nebo účinků zatížení a návrhové pevnosti nebo únosnosti. Při stanovení návrhových pevností nebo únosností se musí zohlednit kompatibilita deformací. Pro pevnost nebo únosnost základové půdy se musí použít vyšší nebo nižší návrhové hodnoty podle toho, které jsou v dané situaci nepříznivější. Pro jemnozrnné zeminy se musí uvažovat jak krátkodobé, tak dlouhodobé chování. Mají se použít výpočetní metody, které redistribuují zemní tlak v souladu s relativním přemístěním a tuhostí základové půdy a konstrukčních prvků. 5.6.8.1 Celková stabilita

Jedná se o porušení na globální smykové ploše obalující opěrnou konstrukci, včetně případných kotev. K prokázání, že nedojde k porušení celkové stability a deformace budou dostatečně malé, se musí použít relevantní zásady z kap. 11 EN 1997-1. Má se uvažovat progresivní porušení a ztekucení, je-li relevantní. 5.6.8.2 Porušení základu gravitačních zdí

K prokázání, že nedojde k překročení únosnosti základu a deformace budou dostatečně malé, se musí použít relevantní zásady kap. 6 EN 1997-1. Musí se uvažovat jak únosnost hluboké smykové plochy (pro šikmé zatížení), tak usmyknutí v základové spáře. 5.6.8.3 Porušení vetknutých stěn pootočením

Výpočty rovnováhy se musí prokázat, že vetknuté stěny mají dostatečnou hloubku v základové půdě, aby se zabránilo porušení (kinematicky přípustným) pootočením. Návrhová velikost a směr smykového napětí mezi zeminou a stěnou musí odpovídat relativnímu svislému posunu, ke kterému může dojít v návrhové situaci. 5.6.8.4 Svislé porušení vetknutých stěn

Musí se prokázat rovnováha ve svislém směru s návrhovými pevnostmi nebo únosnostmi zeminy a návrhovými svislými silami na stěnu. Uvažuje-li se pohyb stěny dolů, musí se ve výpočtu předpínacích sil použít vyšší návrhové hodnoty. (Z této nejasné formulace v normě není zřejmé, zda je míněno, že pohybem stěny dolů se zvyšuje tlak zeminy za stěnou, nebo se zkracují šikmé kotvy a klesá jejich předpětí, které musí být při předpínání navýšeno – doporučujeme uvažovat obojí.) Návrhová velikost a směr smykového napětí mezi zeminou a stěnou musí být v souladu s relativními posuny při řešené svislé i momentové rovnováze. Působí-li stěna jako základ konstrukce, musí se rovnováha ve svislém směru ověřit podle zásad kap. 6 EN 1997-1. 5.6.8.5 Konstrukční návrh opěrných konstrukcí

Opěrné konstrukce, včetně jejich podpůrných konstrukčních prvků, jako jsou kotvy a rozpěry, musí být bezpečné proti konstrukčnímu porušení (tahem, tlakem, ohybem a smykem) v souladu s kap. 2.4 EN 1997-1 a EN 1992, EN 1993, EN 1995 a EN 1996. Pro každý mezní stav porušení se musí prokázat, že požadované pevnosti se mohou mobilizovat s odpovídajícími deformacemi základové půdy a konstrukce. Snížení pevnosti vlivem deformací, jako jsou trhliny v nevyztužených průřezech, plastické klouby nebo místní vybočení ocelových průřezů, se má v konstrukčních prvcích uvažovat v souladu s EN 1992 až EN 1996 a EN 1999. 273

Geotechnické konstrukce 5.6.8.6 Porušení vytažením kotev

Musí se prokázat rovnováha opěrné konstrukce bez vytažení kotev. Kotvy se musí navrhnout v souladu s kap. 8 EN 1997-1. Minimálně se má prokázat únosnost pláště (injektovaného) kořenu kotvy, únosnost kotevního bloku, dostatečná délka táhla kotvy (vnitřní stabilita).

5.6.9 Návrh podle mezního stavu použitelnosti Návrh opěrných konstrukcí se musí ověřit v mezním stavu použitelnosti za použití vhodných návrhových situací, viz 5.6.4. Návrhové hodnoty zemních tlaků pro mezní stav použitelnosti se musí odvodit z charakteristických hodnot všech parametrů zeminy. Stálá zatížení povrchu za opěrnou zdí se musí odvodit z jejich charakteristických hodnot. Návrhové hodnoty zemních tlaků mají zohlednit původní napětí, tuhost a smykovou pevnost základové půdy, tuhost konstrukčních prvků a dovolené deformace konstrukce v mezním stavu použitelnosti. (Tyto tlaky nemusí být mezními hodnotami.) 5.6.9.1 Přemístění

Mezní hodnoty přípustných přemístění opěrných konstrukcí a přiléhající základové půdy se musí stanovit v souladu s kap. 2.4 EN 1997-1 a musí vzít v úvahu citlivost podporovaných konstrukcí a inženýrských sítí. Obezřetný odhad pootočení a přemístění opěrných zdí a vliv na podporované konstrukce a inženýrské sítě se musí učinit na základě srovnatelné zkušenosti. Odhad musí zahrnovat vliv výstavby zdi. Má být ověřeno, že odhadnutá přemístění nepřesahují přípustné mezní hodnoty. Pokud je přesahují, musí se návrh ověřit detailnějším průzkumem a výpočtem přemístění. To znamená, že podrobnější průzkum včetně výpočtu přemístění se musí provést: jsou-li blízké konstrukce nebo inženýrské sítě mimořádně citlivé na přemístění, nebo není-li srovnatelná skutečnost dostatečně prokázána. Výpočty přemístění se mají provést:  zadržuje-li zeď více než 6 m soudržné zeminy nízké plasticity,  zadržuje-li zeď více než 3 m zeminy vysoké plasticity,  je-li zeď podpírána měkkým jílem bočně nebo pod svým základem. Výpočty přemístění musí zohlednit tuhost základové půdy a konstrukčních prvků a sled výstavby. Chování materiálů ve výpočtech přemístění má být kalibrováno srovnatelnou zkušeností, a to stejným výpočetním modelem. Předpokládá-li se lineární chování, mají tuhosti základové půdy a konstrukčních materiálů odpovídat vypočtenému stupni deformace. Alternativně mohou být použity nelineární materiálové modely. Musí se uvážit vliv proměnných zatížení, např. vibrací od dopravy za opěrnou konstrukcí, na velikost přemístění stěny.

274

Geotechnické konstrukce

5.6.10 Dílčí součinitele pro opěrné konstrukce V následující tab. 76, zpracované podle tabulek A.3, A.4 a A.13 z přílohy A EN 1997-1, jsou uvedeny hodnoty dílčích součinitelů všech tří návrhových přístupů pro ověření mezních stavů (STR) a (GEO) opěrných konstrukcí. A – Hodnoty za lomítkem se použijí pro příznivé zatížení nebo jeho účinky, menší hodnoty v závorce pro NP3 se použijí pro „geotechnická zatížení“. M – horní řádek platí pro efektivní parametry smykové pevnosti (součiniteli γφ´ se redukuje tg '!), spodní řádek pro totální soudržnost nebo pevnost v tlaku (úhel vnitřního tření je uvažován nulový). R – součinitel γRh platí pro usmyknutí. Tab. 76 Dílčí součinitele pro opěrné konstrukce NP1

NP1

NP2

NP3

Kombinace 1

Kombinace 2

A1+M1+R1

A2+M2+R1

A1+M1+R2

(A1 v A2)+M2+R3

A

γG

1,35/1,0

1,0/1,0

1,35/1,0

(1,35 v 1,0)/1,0

A

γQ

1,5/0,0

1,3/0,0

1,5/0,0

(1,5 v 1,3)/0,0

M

γφ´ γc´

1,0

1,25

1,0

1,25

M

γcu γqu

1,0

1,4

1,0

1,4

R

γRv γRe

1,0

1,0

1,4

1,0

R

γRh

1,0

1,0

1,1

1,0

5.7 Normy Provádění speciálních geotechnických prací Kromě výše uvedené normy ČSN EN 1997-1 pro navrhování geotechnických konstrukcí i ostatních „materiálových“ Eurokódů (EN 1990-1999) relevantních pro konkrétní řešenou úlohu je nutno aplikovat zejména „technologické“ normy z řady Provádění speciálních geotechnických prací, které připravuje technický výbor CEN TC 288, např.: ČSN EN 1536:1999 ČSN EN 12699:2001 ČSN EN 14199:2005 ČSN EN 12063:2000 ČSN EN 1537:2001 ČSN EN 1538:2001 ČSN EN 12715:2001 ČSN EN 12716:2002 ČSN EN 14475:2006 ČSN EN 14679:2006 ČSN EN 14731:2006

Vrtané piloty Ražené piloty Mikropiloty Štětové stěny Injektované horninové kotvy Podzemní stěny Injektáže Trysková injektáž Vyztužené zemní konstrukce Hloubkové zlepšování zemin Hloubkové zhutňování zemin vibrováním 275