Hlubinné základy Deep foundations
Hlubinné základy - definice HZ jsou základové konstrukce přenášející zatížení do únosných vrstev ležících ve větší hloubce Patří sem: piloty (piles) studně (wells) kesony (caissons) podzemní stěny (undrground walls) speciální tecnologie - mikropiloty (micropiles) - trysková injektáž (jet grouting) - skříně (boxes)
Piloty • Jsou buď osamělá pilota – single pile tj. navzájem se neovlivňují svým chováním • Nebo tvoří skupinu pilot – pile groups
Program piloty - výrazy • • • • • • •
Zatěžovací křivka Modul reakce podloží Kruhová Kruhová proměnná Vrtaná Beraněná CFA
Dělení piloty Dle příčného rozměru - Mikropiloty (kořenové piloty) -micropiles - Maloprůměrové piloty - small diameter piles - Piloty - piles - Velkoprůměrové piloty – large diameter piles
Dělení pilot Dle materiálu - Dřevěné (timber piles) - Železobetonově (concrete piles) - Ocelové (steel piles) - Z předpjatého betonu (reinforced concrete piles) - Štěrkopískové atd.
Dělení pilot Podle způsobu přenášení zatížení - Plovoucí - Opřené - Vetknuté
Dělení pilot Dle způsobu namáhání - Tlačené - Tažené - Namáhané ohybem
Dělení pilot Dle tvaru - Kruhová - Kruhová proměnného průřezu - Čtvercová - Čtvercová proměnného průřezu
Dělení pilot dle výrobního postupu
Velké množství např. viz http://www.geoforum.com/info/pileinfo/ az.asp My si ukážeme jen vybrané
Vrtané piloty (bored piles) Betonují se na místě do předem zhotovených vrtů Vrt může být nezabezpečen – vrt se neuzavírá, ze stěn vrtu neopadávají kousk y zeminy, popř. se stabilita stěny vrtu se zabezpečuje – výpažnicí - jílobentonitové suspenze
Klasická vrtaná rotační technologií • Je použitelná v jakýchkoliv geologických podmínkách. Vrták je umístěn na tyči speciální konstrukce (Kelly bar), která umožňuje dosahovat hloubky 32 m. Piloty mohou být pažené i nepažené - záleží na geologických vrstvách. • Tento typ pilot je v profilech 600–1500 mm.
Posuzuje se • • • • • • • • • • •
ztráta celkové stability; porušení únosnosti pilotového základu; vztlak nebo nedostatečná únosnost v tahu pilotového základu; porušení základové půdy v důsledku příčného zatížení pilotového základu; konstrukční porušení piloty v tlaku, tahu, ohybu, vybočení nebo smyku; kombinované porušení v základové půdě a pilotovém základu; kombinované porušení v základové půdě a konstrukci; nadměrné sedání; nadměrný zdvih dna; nadměrný boční pohyb; nepřijatelné vibrace.
Technologický postup provádění vrtaných pilot • • • • •
3a) zahájení vrtání, vkládání pažnice do vrtu 3b) dovrtání nezapažené části vrtu pod pažnicí 3c) vkládání armokoše do vyčištěného a zapaženého vrtu 3d) betonáž piloty 3e) odpažování vybetonovaného vrtu
Nástroje pro vrtání • Šapa soudržné i nesoudržné horniny bez balvanů, zvětralé poloskalní horniny (břidlice, jílovce, případně pískovce) • Spirálový vrták obdobné zeminy + ojedinělé velké balvany, nevýhoda - možnost většího poškození stěn vrtu
1 - vrtná tyč, 2 - ovladač vyklápění dna, 3 - vrtný hrnec, 4 - dno vrtného hrnce, 5 - centrátor
Schéma vrtané piloty • • • • • •
1a) hlava piloty 1b) pracovní plošina 1c) pažnice 1d) výztuž (armokoš) 1e) neúnosná zemina 1f) únosná základová půda
Vrtaná pilota bez zabezpečení stěny vrtu
Zabezpečení výpažnicí
Instalace armokoše do zapaženého vrtu
Rotačně náběrové vrtání skalním spirálem
Pole vrtaných pilot, zakládání opěry nového mostu přes řeku Dubrovačka, Chorvatsko
Dokončené hlubinné základy s hlavicemi s kalichy pro montáž sloupů železobetonového skeletu
Vrtané piloty CFA patří mezi nejprogresivnější technologie; základním principem je speciální konstrukce průběžného spirálového vrtáku CFA (Continuous Flight Auger), která umožňuje betonáž piloty bez nutnosti dalšího pažení stěn vrtu,
největší předností je vysoká produktivita provádění pilotovacích prací a zvýšená plášťová únosnost vlivem betonáže pod tlakem,
celý průběh betonáže je sledován monitoringem, který zaznamenává všechny potřebné údaje, piloty CFA jsou v průměrech 400, 600, 750, 900, 1100 mm a v délkách do 20 m v závislosti na geologických podmínkách.
Technologický postup provádění piloty průběžným šnekem (CFA) • • • • •
5a) zahájení vrtání 5b) dokončení vrtání v projektované hloubce 5c) betonáž piloty za současného vytahování průběžného šneku 5d) vkládání armokoše do čerstvě vybetonované piloty 5e) dokončení piloty
Technologický postup - detail
Vrtná souprava upravená pro realizaci pilot typu CFA
Čestlice
Ražené piloty FRANKI Jedná se o tradiční technologii, při které je pažnice přes štěrkopískovou zátku zarážena do podloží pomocí beranu. Zemina je při tom roztlačována do stran a odpadá tak nutnost likvidace vytěženého materiálu. Při zarážení pažnice je sledován odpor zeminy a po dosažení předepsaného energetického kriteria lze ukončit ražení pilot, které ve vhodných geologických podmínkách dosahují značně vyšších únosností než piloty shodného průměru prováděné jinou technologií.
Piloty se provádějí s výplní ze zavlhlého betonu nebo štěrkopísku. Při formování ŽB piloty se po ukončení ražení vyrazí zátka a provede rozšířená pata. Následně se osadí armokoš a pilota se postupně formuje (hutní beranem). ŽB piloty FRANKI jsou v průměrech 420,520 a 610 mm v délkách do 12 m.
Při použití výplně ze štěrkopísku vznikají zeminové pilíře, které zlepšují mechanické vlastnosti základové půdy a urychlují její konsolidaci. Ražené štěrkopískové pilíře FRANKI se používají zejména při zakládání průmyslových podlah s velkým zatížením, při konsolidaci vysokých násypů u dopravních staveb a jako zlepšení podloží pod plošnými základy.
Vibrotlakové piloty VÚIS • vysoká únosnost těchto pilot je dosažena použitím vibrace při betonáži pilot. Pro přenášení velkých zatížení se provádí tyto piloty po skupinách, nad pilotami jsou pak navrhovány typové kruhové hlavice VÚIS pro osazení sloupů nosné konstrukce, • piloty jsou v profilech 380 mm (typ A) a jako pažené v profilech 420 mm (typ P)
Mezní zatěžovací křivka
Grafy pro výpočet křivky
