ZÁKLADY SKELETOVÝCH STAVEB

POZEMNÍ STAVITELSTVÍ I

pozemní stavitelství I

FA ČVUT

ZÁKLADY SKELETOVÝCH STAVEB

POZEMNÍ STAVITELSTVÍ II. PROF. ING. MILOSLAV PAVLÍK, DOC.ING.VLADIMÍR DAŇKOVSKÝ _________________________________________________________________________________________________________________________ Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc

ls 2014/2015

Str. 1



FA ČVUT

IG = Inženýrsko - Geologický průzkum Určení geologických poměrů v místě stavby

a) z geologické mapy ČR b) z informací o stavbách v okolí c) IG průzkumem

základní informace www.geology.cz, www.geologicke-mapy.cz lze pro vybranou lokalitu (obec/ část obce) nalézt údaje o základní skladbě zemin v podzákladí archiv geofondu ČGS: Kostelní 26, Praha 7 PREDMEŘICE, spraš IDN: 6734 Symbol: R

měřítko 1/ 50 000 až 1/ 20 000 Dok. bod: R5 Vzorek: 5

Lokalita: PREDMEŘICE

Mapa 1/50t:13-22 Název mapy: Jaroměř Mapa 1/25t:13-223

[X,Y]: [642035,1037579]

Hornina + přívl.: spraš Popis horniny: Spraš

Hloubka odběru:

Kód Geofond: SPR PRC

Místo odběru: hliniště

SV

Regionální členění: kvartér extraglaciálních obl. ČM - Polabí Stratigrafické členění: svrchní pleistocén

Litostratigrafické členění: nerozlišeno

_________________________________________________________________________________________________________________________ Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc

ls 2014/2015

Str. 2



FA ČVUT


ls 2014/2015

Str. 3



FA ČVUT

VÝSLEDEK IG PRŮZKUMU 1.

Geomorfologické a geologické poměry širšího okolí

2.

Dostupné informace z geofondu / stavebního úřadu atd.

3

. Inženýrsko-geologické poměry zájmového prostoru

4.

Geotechnické parametry a zatřídění zemin

5.

Třídy rozpojitelnosti

6.

Posouzení polohy hladiny a agresivity podzemní vody

7.

Posouzení radonového rizika

8.

Podmínky zakládání


ls 2014/2015

Str. 4



FA ČVUT

Geomorfologické členění území ČR

provincie Česká vysočina Středoevropská nížina Západní Karpaty Západopanonská pánev


ls 2014/2015

Str. 5



FA ČVUT

sub provincie


ls 2014/2015

Str. 6



FA ČVUT

GEOMORFOLOGICKÉ ČLENĚNÍ ČR


ls 2014/2015

Str. 7



FA ČVUT

GEOMORFOLOGICKÉ ČLENĚNÍ ČR


ls 2014/2015

Str. 8



FA ČVUT

VÝSLEDKY IG průzkumu 

skladba zemin v podzákladí 

           

klasifikace zeminy jemnozrnné zeminy zrnitost < 0,002 mm písky zrnitost < 2,0 mm štěrky zrnitost < 60,0 mm kamenité zrnitost < 200,0 mm skalní měrná hmotnost únosnost modul přetvárnosti, Poissonovo číslo úhel vnitřního tření zrnitost geologický původ hloubka uložení a mocnost vrstvy

F1 až F8 S1 až S5 G1 až G5 R1 až R8

hydrogeologické poměry – hladina PV, propustnost zemin, rychlost proudění vody chemický rozbor podzemní vody určení vhodné hloubky založení – poloha základové spáry posouzení možnosti použít zeminu z výkopu na zásypy doporučení ohledně drenážního systému


ls 2014/2015

Str. 9



FA ČVUT

KLASIFIKACE SOUDRŽNÝCH ZEMIN


ls 2014/2015

Str. 10



FA ČVUT

KLASIFIKACE NESOUDRŽNÝCH ZEMIN


ls 2014/2015

Str. 11



FA ČVUT

ZATŘÍDĚNÍ ZEMIN


ls 2014/2015

Str. 12



FA ČVUT

ZÁKLADOVÁ PŮDA PRŮMĚRNÉ HODNOTY PÓROVITOSTI ZEMINA

PÓROVITOST (%)

ísek jílovité zeminy

25 - 36 40 - 48

VNITŘNÍ SKLADBA ZEMIN

Jíl bentonit

45 - 55 až 70

Struktura zrnitá štěrky, písky

PRŮMĚRNÉ HODNOTY VLHKOSTI ZEMINA

VLHKOST

písek jílovité zeminy

10 - 24 24 - 35

Jíl bentonit

35 - 50 až 80

(%)

Struktura voštinová soudržné zeminy jíly, hlíny Struktura koloidní směs vody a horniny zrna v tekutině neklesají


ls 2014/2015

Str. 13



FA ČVUT


ls 2014/2015

Str. 14



FA ČVUT

průměrná hloubka promrznutí půdy

Oblast 1 Oblast 2 Oblast 3

600 až 1 000 mm 800 až 1 200 mm 1 100 až 1 400 mm


ls 2014/2015

Str. 15



FA ČVUT

SONDY 



kopané sondy - se provádí jen pro menší objekty do hloubky max. 3 m. Provádějí se jako stupňovitá jáma se stupni po 0,6 m a min. šířkou výkopu 1,2 m vrtané sondy - se provádí vrtnou soupravou tzv. jádrovými vrty o průměru 150 - 300 mm, které se označí a uloží do speciálních boxů (minimální počet sond jsou 3 sondy, lépe 5)

TYPY ZÁKLADOVÝCH ZEMIN jemnozrnné F1 ÷ F8, soudržné zeminy) písčité S1 ÷ S5, členíme podle zrnitosti) štěrkové G1 ÷ G5 skalní a poloskalní R1 ÷ R5 zvláštní (chovají se odlišně než dříve uvedené)

    

ZÁKLADOVÉ POMĚRY dle ČSN 73 1001 jednoduché ↔ nosné konstrukce staticky určité nebo neurčité ↔ 1. nebo 2.kategorie základových poměrů  složité ↔ nosné konstrukce staticky určité nebo neurčité ↔ 2. nebo 3.kategorie



základových poměrů _________________________________________________________________________________________________________________________ Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc

ls 2014/2015

Str. 16



FA ČVUT


ls 2014/2015

Str. 17



FA ČVUT

Příklad dimenze základových konstrukcí


ls 2014/2015

Str. 18



FA ČVUT

ZÁKLADY SKELETOVÝCH KONSTRUKČNÍCH SYSTÉMŮ

DVOUSTUPŇOVÁ ŽLB PATKA

VRTÁNÍ PILOT


ls 2014/2015

Str. 19



FA ČVUT

PREFABRIKOVANÉ ZÁKLADOVÉ KONSTRUKCE

DVOUSTUPŇOVÉ ŽLB PATKY

ŽLB PATKA PRO PREFA SLOUP


ls 2014/2015

Str. 20



FA ČVUT

PODEPŘENÍ ZÁKLADOVÝCH PATEK

PODEPŘENÍ PILOTAMI

ULOŽENÍ NA ZÁKLADOVÉ PODLOŽÍ


ls 2014/2015

Str. 21



FA ČVUT

ZALOŽENÍ NA DESCE A ZÁKLADOVÉM ROŠTU

ZÁKLADOVÁ DESKA

ZÁKLADOVÝ ROŠT


ls 2014/2015

Str. 22



FA ČVUT

NAPĚTÍ V PODZÁKLADÍ – deformace pružného poloprostoru

NAPĚTÍ V ZÁKLADOVÉ SPÁŘE Distribuce tlaku do podzákladí ⇔ Úhel vnitřního tření Fáze zatížení zeminy:  Stlačení  „oddělení“ tuhého klínu  Vznik trhlin ve smykových plochách  Vytlačení okolní zeminy


ls 2014/2015

Str. 23



FA ČVUT

Napětí v základové spáře dle typu základové konstrukce a tuhosti základu


ls 2014/2015

Str. 24



FA ČVUT

DOVOLENÁ SEDÁNÍ dle druhu konstrukčního systému druh stavby

koneene celkove prumeme sednutf Sm,lim hodnota [mm]

- budovy a konstrukce, u nichž nevznikají vlivem nerovnoměrného sedaní přídavná namáhání a není nebezpečí porušení prostupu a souvisejících konstrukcí konstrukce - staticky určité - železobetonové staticky neurčité - ocelové staticky neurčité

nerovnomeme sednutf

druh

hodnota pomem6

120

t.s/ l, t.s/l

0,003 0,006

100 60 80

t.s/l t.s/L t.s/ L

0,005 0,002 0,003

Vícepodlažní skeletové budovy - železobetonové skelety s výplňovým zdivem - ocelové skelety s výplňovým zdivem

60 70

t.s/l t.s/l

0,0015 0,0025

- vícepodlažní budovy s nosnými stěnami - zděné z cihel a bloku se ztužujícími věnci - z velkorozměrových panelů a monolitického betonu

80 60

t.s/L, t.s/l

0,0015 0,0015

t.s/b t.s/b t.s/b

0,003 0,005 0,002

t.s/l

0,0015

tuhé železobetonové konstrukce komíny do výšky 100 m komíny vyšší než 100 m Jeřábové dráhy

200 200 100 50


ls 2014/2015

Str. 25



FA ČVUT

deformace podloží » napětí (poruchy) v konstrukci budov


ls 2014/2015

Str. 26



FA ČVUT

a podobně:

řešení: uspořádání konstrukčního systému s ohledem na situaci v podzákladí – ohled na IGP oddělení sestav s jiným konstrukčním systémem, jiným založením nebo jinými základovými poměry


ls 2014/2015

Str. 27



FA ČVUT

vliv tvaru základu a kompozice konstrukčního systému


ls 2014/2015

Str. 28



FA ČVUT

PORUCHY ZÁKLADOVÝCH KOSNTRUKCÍ nejčastější příčiny vadných základů  překročení únosnosti základové půdy  nedostatečná hloubka základů a ochrana proti mrazu  posun nebo pokles vrstev základové půdy  základy jsou zhotoveny z nevhodného stavebního materiáluz  změna teplotního pole pod základy (podmrznutí základu) způsob odstraňování poruch základů  zesilování a rozšiřování základových pasů  rozšiřování Základových patek  úpravy základových patek  prohlubování základů  úpravy základů v prolukách  podchycování základů a zdí pilotami a mikropilotami


ls 2014/2015

Str. 29



FA ČVUT

ZÁKLADOVÉ PATKY


ls 2014/2015

Str. 30



FA ČVUT


ls 2014/2015

Str. 31



FA ČVUT

ZÁKLADOVÉ ROŠTY


ls 2014/2015

Str. 32



FA ČVUT


ls 2014/2015

Str. 33



FA ČVUT

ZÁKLADOVÉ DESKY


ls 2014/2015

Str. 34



FA ČVUT


ls 2014/2015

Str. 35



FA ČVUT

Zlepšování základových poměrů


ls 2014/2015

Str. 36



FA ČVUT

TYPY HLUBINNÝCH ZÁKLADŮ o

piloty velkoprůměrové (opřené, opření+smyk)

o

piloty maloprůměrové (mikropiloty)

o

milánské stěny

o

studně a šachtové pilíře

o

kesony

o

piloty dřevěné

o

piloty žlb monolitické

o

piloty žlb prefabrikované

o

piloty z předpjatého betonu

o

piloty ocelové (trubní)

o

piloty vrtané

o

piloty beraněné

o

maloprůměrové (do 300mm)

o

velkoprůměrové (do 1500mm)


ls 2014/2015

Str. 37



FA ČVUT

Typy pilot dle technologie

opřené

plovoucí

Franki

s odňatou výpažnicí


ls 2014/2015

Str. 38



FA ČVUT

Podepření základů pilotami – zásady pro rozmístění pilot


ls 2014/2015

Str. 39



FA ČVUT

ROZMÍSTĚNÍ PILOT – varianty


ls 2014/2015

Str. 40



FA ČVUT


ls 2014/2015

Str. 41



FA ČVUT

SCHEMA PŘENOSU ZATÍŽENÍ DO ÚNOSNÉ VRSTVY - vetknutím piloty vetknuté do únosné zeminy


ls 2014/2015

Str. 42



FA ČVUT

SCHEMA PŘENOSU ZATÍŽENÍ DO ÚNOSNÉ VRSTVY - třením piloty plovoucí – přenos zatížení třením

Provádění CFA pilot: 1-vrtání do potřebné úrovně, 2-vytahování šneku za současného betonování, 3-vkládání armokoše


ls 2014/2015

Str. 43



FA ČVUT

dubové piloty v základech mostů a domů opřené do únosného podloží

Mikulčice – dřevěný most v hradišti Na Valech


ls 2014/2015

Str. 44



FA ČVUT

PILOTY BERANĚNÉ piloty železobetonové


ls 2014/2015

Str. 45



FA ČVUT


ls 2014/2015

Str. 46



FA ČVUT

USPOŘÁDÁNÍ PILOT – skupiny pilot

Plošné založení Plovoucí piloty Opřené piloty


ls 2014/2015

Str. 47



FA ČVUT

PILOTY VRTANÉ

S VÝPAŽNICÍ – většina situací – délka až 100m – běžně cca 12m BEZ VÝPAŽNICE jen do malých hloubek v zeminách F _________________________________________________________________________________________________________________________ Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc

ls 2014/2015

Str. 48



FA ČVUT

Základový pas na pilotách

„Lávka

přes Hleděnovský potok, C 203 - pilotové založení

http://www.geostav.cz


ls 2014/2015

Str. 49



FA ČVUT

Ražené piloty FRANKI pažnice se zátkou zarážena do podloží pomocí beranu.  po dosažení předepsaného energetického kritéria lze ražení ukončit.  Po ukončení ražení je beranem vyražena zátka pažnice a následně dochází k postupnému formování výplně piloty (hutnění beranem).  výplň ze zavlhlého betonu se tímto způsobem vytvoří rozšířená hlava piloty – alternativně lze použít výplň ze štěrkopísku 

piloty FRANKI ve vhodných geologických podmínkách mají výrazně vyšší únosnosti než železobetonové piloty shodného průměru prováděné jinou technologií. DOSTUPNÉ PRŮMĚRY: Ø 420, 520 a 610 mm MAXIMÁLNÍ DÉLKA: 15 m _________________________________________________________________________________________________________________________ Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc

ls 2014/2015

Str. 50



FA ČVUT

PŘÍKLADY


ls 2014/2015

Str. 51



FA ČVUT


ls 2014/2015

Str. 52



FA ČVUT


ls 2014/2015

Str. 53



FA ČVUT


ls 2014/2015

Str. 54



FA ČVUT

stabilizace podloží pomocí pilot


ls 2014/2015

Str. 55



FA ČVUT

„plovoucí most“ RION – ANTIRION, Řecko – založen na stab.násypu


ls 2014/2015

Str. 56



FA ČVUT

SCHÉMA ZALOŽENÍ MOSTNÍHO PILÍŘE


ls 2014/2015

Str. 57



FA ČVUT

ZALOŽENÍ na ŠACHTOVÝCH PILÍŘÍCH / STUDNÁCH


ls 2014/2015

Str. 58



FA ČVUT

MIKROPILOTA S TLAKOVOU INJEKTÁŽÍ V NESOUDRŽNÝCH ZEMINÁCH Mikropiloty = ocelové trubky průměru 70/12, 89/100, 108/16 mm nebo 3-4 kusy výztužných prutů 16 (20) mm s injektážní trubkou z PVC + uzavření prostoru kořene cementovou, resp. jílocementovou zálivkou a následně vlastní vysokotlaká injektáž.

Kořen mikropiloty je upnut do horniny tlakovou injektáží cementovou směsí tvořeny ocelovou trubkou průměru 70/12, 89/14, 108/16 mm nebo tyče DN 21mm až 44mm _________________________________________________________________________________________________________________________ Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc

ls 2014/2015

Str. 59



FA ČVUT

ZÁKLADOVÝ PAS NA MIKROPILOTÁCH 1.. VRTÁNÍ Nejčastěji se vrtá plnoprofilově na jílocementový nebo vodní výplach, s průměrem vrtu 100 až 250 mm. 2. VÝPLŇOVÁ ZÁLIVKA Vrt je odspodu vyplněn cementovou zálivkou. 3. VÝZTUŽ Nejčastěji jsou však používány silnostěnné trubky spojované na závity. V dolní části jsou perforované a opatřené gumovými manžetami pro injektáž. 4. INJEKTÁŽ Kořen mikropiloty je upnut do horniny tlakovou injektáží cementovou směsí. Tím je zajištěno efektivní přenesení zatížení. 5. NAPOJENÍ KONSTRUKCE U trubkových mikropilot může být spojení s konstrukcí snadno provedeno přes našroubovanou roznášecí hlavu.


ls 2014/2015

Str. 60



FA ČVUT

MIKROPILOTÁŽ – podchycení štítu sousedního domu


ls 2014/2015

Str. 61



FA ČVUT

ENERGETICKÉ PILOTY - ENERGOPILOTY Využití nízkopotenciálního teple v podzákladí – střední teplota cca 10°C


ls 2014/2015

Str. 62



FA ČVUT

PILOTY = vertikální kolektor (vertikální meandr)

brněnský AZ Tower, energopiloty o celkové délce 1.800 bm - 230 kW tepelné energie výstavba tří bytových domů BUBENEČ 12 v Praze, 78 energopilot o průměrech 620 – 900 mm, s délkami v rozmezí 5 – 13 m vetknuté do společné základové desky v letních měsících do objektu dodávat cca 60 kW chladu využití energopilot se plánuje při stavbě Českého technologického parku v Brně a jinde _________________________________________________________________________________________________________________________ Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc

ls 2014/2015

Str. 63



FA ČVUT


ls 2014/2015

Str. 64



FA ČVUT

pohled do armovacího koše piloty s hadicemi tepelného čerpadla


ls 2014/2015

Str. 65



FA ČVUT

Výhody:  úspora až 70% nákladů spojených s vytápěním, klimatizováním a ohřevem užitkové vody,  dobrá účinnost systému – COP běžně 3-5,  spolehlivý (nezávisí na počasí, slunečním svitu,…) a snadno udržovatelný systém s dlouhou životností,  prakticky bez emisí a odpadu (Skanska uvádí až o 50% nižší emise CO2)  nejlevnější varianta získávání podzemní energie – není třeba budování zvláštních konstrukcí, použití pilot je nutné již pro správné založení objektu,  návratnost investice v rozmezí 5 – 10 let. Nevýhody:  vyšší počáteční náklady,  teplotní ovlivnění podzákladí a také vliv přídavných napětí (důsledek obj změn)  při návrhu nutná kooperace specialistů z různých oborů  nedostatečná projekční a dodavatelská zkušenost v České republice


ls 2014/2015

Str. 66



FA ČVUT

energetické piloty - BD v ulici Ronalda Regana - Praha Dejvice


ls 2014/2015

Str. 67



FA ČVUT

Tepelné čerpadlo země – voda


ls 2014/2015

Str. 68



FA ČVUT


ls 2014/2015

Str. 69



FA ČVUT

SPECIÁLNÍ TECHNIKY ZAKLÁDÁNÍ - STUDNĚ/ ZAKLÁDÁNÍ POD VODOU Studně ve zvodnělých zeminách a pod hladinou podzemní vody - obvykle betonové skruže s břitem - osazují se na únosnou vrstvu podzákladí. Následně se vnitřní prostor zabetonuje. Studny se obvykle navrhují při hloubce základové spáry větší než 5,0 m pod terénem. Hloubka spouštění studny dosahuje 10-30 m, dosáhlo se však i hloubky 80 m.

KESONY

Kesony se používají pro zakládání ve vodě – pracovní komora (KESON) se spouští k základové spáře – při současném těžení zeminy. Obtížné pracovní podmínky – nutná doprava vzduchu a bezpečnostní opatření!!! Pracovní tlak uvnitř kesonu odpovídá hydrostatickému tlaku sloupce vody o výšce rovné zahloubení spodní hrany stěn kesonu pod hladinu vody (tzn. 10 kPa přetlaku na každý metr). _________________________________________________________________________________________________________________________ Doc.ing. Vladimír Daňkovský, CSc

ls 2014/2015

Str. 70



FA ČVUT

Mezi hlavní výhody zakládání na studních patří:    

přenesení zatížení do únosných vrstev podloží, jednoduchá technologie provádění, vysoké hodnoty svislé i vodorovné únosnosti základu, minimální objem zemních prací, a vyplývající požadavky na dopravu deponie (mezideponie) výkopku.

Mezi nevýhody patří:  



obtížná ochrana vnějšího povrchu studně proti agresivním vlivům, obtíže při spouštění studní v tekutých píscích a v zemním prostředí se silným přítokem podzemní vody, obtíže při spouštění v balvanitých zeminách a v antropogenních násypech.


ls 2014/2015

Str. 71



FA ČVUT

MILÁNSKÉ STĚNY PREFABRIKOVANÉ

Bentonitová suspenze, jejíž objemová hmotnost je vyšší než u vody (1060 až 1090 kg/m3), zajišťuje stabilitu stěn i dna hloubené rýhy kombinovaným účinkem hydrostatického tlaku a elektrochemických jevů, jejichž účinkem se na stěně rýhy vytvoří kolmatovaná zóna („filtrační koláč“). Tato utěsněná oblast zeminy tloušťky několika milimetrů zabraňuje vnikání podzemní vody do vyhloubené rýhy a pronikání suspenze z rýhy do širšího okolí. Do připravené rýhy se vkládá postupně jednotlivé železobetonové prefabrikáty, které zajišťují přenos vodorovných sil od tlaku okolní zeminy. Na obr je patrné kotvení konzoly mikropilotami.


ls 2014/2015

Str. 72



FA ČVUT

MONOLITICKÉ

Obr. 72 Postup výstavby monolitické podzemní stěny 1 – hloubení rýhy drapákem v pokryvných útvarech 3 – betonáž do násypky 4 – výztuž stěny

2 – frézování rýhy ve zvětralých horninách 5 – hotové lamely


ls 2014/2015

Str. 73



FA ČVUT

ZACHYCENÍ VODOROVNÝCH SIL


ls 2014/2015

Str. 74



FA ČVUT

POUŽITÍ PILOT PŘI SANACI ZÁKLADŮ


ls 2014/2015

Str. 75



FA ČVUT

Literatura [1] Bradáč, J.: Základové konstrukce, Akademické nakladatelství CERM, s.r.o., Brno, 1995 [2] Kostelková, L.: Pozemní stavitelství – konstrukce HSV, SNTL, Praha, 1982 [3] Kutnar, Z. a kol.: Hydroizolace spodní stavby, Skladby a detaily, Dektrade, a.s., 2003 [4] Maceková, V.: Průzkum staveniště, http://www.stavebniklub.cz, zdroj: Verlag Dashöfer, 2003 [5] Petrůj, S.: Konstrukce pozemních staveb I., VUT Brno, 1993 [6] Witzany, J. a kol.: Konstrukce pozemních staveb 20, nakladatelství ČVUT Praha, 2001 [7] ABF : Katalogový list - Studně, pilíře, kesony http://www.estav.cz/abf/ Některé obrázky převzaty z textů těchto autorů: Doc. Ing. Darja Skulinová, Ph.D, Ing. Zdeněk Peřina


ls 2014/2015

Str. 76

ZÁKLADY SKELETOVÝCH STAVEB

Recommend Documents