Přednáška č. 3, 2014
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
BH 02 – Nauka o pozemních stavbách
Přednáška 3 Zatížení, příprava stavby, zemní práce Přednášející: Ing. Radim Kolář, Ph.D.
06. 10. 2014
• Zatížení působící na objekty • Příprava stavby • Postup výstavby • Zemní práce
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
1
Přednáška č. 3, 2014
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
Zatížení působící na objekty
ZATÍŽENÍ Mechanický nebo jiný fyzikální vliv (jev) působící na budovu (na jednotlivé konstrukce). Vyvolává napjatost, přetvoření, změny tvaru a polohy konstrukcí nebo jejich částí.
Zatížení spojité
Osamělé břemeno
např. od podlahy a stropní konstrukce
např. zatížení osobou
Statické schéma:
KN/m2
Statické schéma:
KN
Zatížení působící na objekty
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
2
Přednáška č. 3, 2014
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
ZÁKLADNÍ DĚLENÍ ZATÍŽENÍ Zatížení Stálá (G)
Nahodilá (Q)
Působí po celou dobu trvání konstrukce • vlastní tíha všech nosných konstrukcí • trvalé součásti nenosných konstrukcí • zemním a horninovým tlakem • vodním tlakem • předpjetím
Dlouhodobá
Krátkodobá
Mimořádná
Působí déle jak 6 měsíců
Působí méně jak 6 měsíců
živelné pohromy
• tíha osob a nábytku působící na konstrukci • tíha sněhu, větru a námrazy (klimatická zatížení)
• zemětřesením • havárie (provozní, montážní) • havarijní přetvoření základů • výbuch
• tíha skladovaných hmot a materiálů • tíha strojů a jiných technologických zařízení • tíha konstrukcí, které mění svou polohu během užívání
Zatížení působící na objekty
ZATÍŽENÍ PŮSOBÍCÍ NA OBJEKT Dělení zatížení podle odezvy konstrukce • •
statické dynamické
Statické posouzení • Statika je část mechaniky, která se zabývá tělesy nacházejícími se v klidu • Účelem je stanovit takové dimenze jednotlivých prvků konstrukce, aby tato soustava přenesla definovaná zatížení s průhyby a deformacemi dle definovaných tolerancí Nejvyšší možné účinky zatížení působící na konstrukci nesmí překročit (překonat) nejnižší možný odpor konstrukce. Slovo „odpor“ přitom může vyjadřovat únosnost konstrukce, její stabilitu, mezní přetvoření, apod. = ZATÍŽENÍ PŮSOBÍCÍ NA K-CI < ÚNOSNOSTI K-CE Zatížení působící na objekty
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
3
Přednáška č. 3, 2014
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
PODKLADY PRO URČENÍ ZATÍŽENÍ • • • • •
Statické tabulky – objemové hmotnosti materiálů Norma ČSN 73 0035 nebo ENV 1991-Zatížení stavebních konstrukcí Mapa sněhových oblastí Mapa větrových oblastí Projektová dokumentace stavebního objektu
Zdroj: www.snihnastrese.cz/mapa-snehovych-oblasti/
www.frigomont.cz/oplasteni-budov-informace/mapy-vetrovych-oblasti.html
Zatížení působící na objekty
Příprava stavby
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
4
Přednáška č. 3, 2014
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
PŘÍPRAVA STAVBY
Příprava stavby
PŘEDPROJEKTOVÁ PŘÍPRAVA STAVBY Zajištění právních vztahů k pozemkům •
zajištění a zpracováni podkladů pro majetkoprávní vypořádání s vlastníky pozemků a nemovitostí (výpisy z katastru nemovitostí, snímky katastrálních map)
Zaměření staveniště • •
Zaměření území – polohopisné a výškopisné zaměření. Zaměření stávajících objektů, komunikací, inženýrských sítí a dalších objektů. Vytyčení stavby – umístění navrhované stavby v terénu a vyznačení jeho projektovaného rozměru a tvaru. Prostorové vytyčení stavby se provádí podle situačních výkresů.
Příprava stavby
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
5
Přednáška č. 3, 2014
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
PŘEDPROJEKTOVÁ PŘÍPRAVA STAVBY Zajištění potřebných průzkumů •
• • • • •
inženýrsko-geologický (min. 3 sondy mimo plochu budoucích základů vzdáleny 20 až 50 m od sebe.) geotechnický; hydrogeologický; radonový; pedologický; dendrologický, apod.
www.centroprojekt.cz
www.geostar.cz
Provedení průzkumu stávajících inženýrských sítí •
www.dekonta.cz
stávající sítě, jejich kapacita, místa napojení.
Příprava stavby
PROJEKT STAVBY Územní řízení 1. zpracováni dokumentace pro územní řízení 2. projednání dokumentace pro územní řízení se všemi vlastníky dotčených pozemků, se všemi dotčenými orgány státní správy a správci technické a dopravní infrastruktury 3. podaní žádosti o umístění stavby (územní rozhodnutí) vč. účasti na veřejném ústním projednání 4. obstarání rozhodnutí o umístění stavby včetně zajištění potvrzení o nabytí právní moci
Stavební řízení 1. zpracování dokumentace pro stavební povolení 2. projednání projektové dokumentace pro stavební povolení se všemi dotčenými orgány státní správy a správci technické a dopravní infrastruktury 3. podání žádostí o stavební povolení vč. účasti na stavebních řízeních 4. obstarání stavebních povolení vč. potvrzení o nabytí právní mocí
Příprava stavby
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
6
Přednáška č. 3, 2014
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
PŘÍPRAVA STAVENIŠTĚ • • • • •
možné provedení demolic stávajících staveb odstranění případné vegetace zabezpečení staveniště (oplocení stavby, skládek materiálu, zabezpečení výkopů) vyměření všech stávajících inženýrských sítí připojení na zdroj vody a elektřiny
Zdroj: www.denik.cz
Zdroj: www.azs98.cz
Zdroj: www.azs98.cz
Příprava stavby
Zdroj: www.tvrtm.cz
Postup výstavby
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
7
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
Přednáška č. 3, 2014
POSTUP VÝSTAVBY
POSTUP VÝSTAVBY
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
8
Přednáška č. 3, 2014
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
Zemní práce
ZÁKLADNÍ DEFINICE Základní definice dle normy ČSN 73 0000 • • • •
Terén, podloží – zemina, hornina a sypanina existující na místě před prováděním stavby. Zemní práce – práce při hloubením zvyšování nebo svahování terénu. Výsledkem je změna stávajícího terénu. Výkop – Zemní práce prováděné (hloubené) pod úroveň terénu. Výsledek hloubení, nakládání a přemisťování zeminy Výkopek – volný vykopaný materiál.
Zdroj: www.fineline.cz
Zdroj: www.zakladanigroup.cz
Zemní práce
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
9
Přednáška č. 3, 2014
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
ZÁKLADNÍ DEFINICE • • • •
Stavební jáma – výkop, ve kterém se buduje spodní stavba. Stavební rýha – dlouhý úzký otevřený výkop obvykle se svislými stěnami. Sypanina – materiál užívaný pro zvýšení úrovně terénu Zásypy – vyplnění výkopu sypaninou
Zdroj: www.arcadisgt.cz
Zdroj: www.aquavita.cz
Zdroj: stroje.top-desgin.cz
Zdroj: www.bagry.cz
Zemní práce
HLAVNÍ ZEMNÍ PRÁCE • Výkopové práce a rozpojování hornin • z 90 % se provádějí strojně • ručně se provádí jen práce dočišťující nebo výkopy pro stavby malého rozsahu • Rozvoz zeminy • výkopem zeminy vzniká výkopek • vytěžená zemina se ukládá na staveništi, nebo se odváží mimo staveniště • Skládky • skládky jsou trvalé – umístěn nepotřebný výkopek nebo dočasné – výkopek se dále používá pro zásypy • Hutnění zemin • výkopek (sypanina) se ukládá do zhutněných zásypů • násyp se hutní postupně po vrstvách v tl. 150 – 700 mm • nejlepší na násypy je štěrkopísek, méně vhodné jsou jíly, hlíny, kamenité horniny
Zemní práce
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
10
Přednáška č. 3, 2014
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
ZÁKLADOVÁ PŮDA Základová půda – zemina, hornina a násyp uložený před prováděním stavebních prací Základová půda – zemina, hornina a násyp, do které se přenášejí účinky vnějších sil. Klasifikace je založena na zrnitostním složení. Rozlišují se tyto základní skupiny : • jemnozrnné zeminy (skupina F s osmi třídami F1 až F8) • písčité zeminy (skupina S s třídami S1 až S5) • štěrkovité zeminy (skupina G s třídami G1 až G5) Jemnozrnné zeminy jsou často označovány jako zeminy soudržné, písčité a štěrkovité zeminy jako zeminy nesoudržné. Podle ČSN 73 1001 se základové půdy dělí na: • skalní půdy, • nesoudržné zeminy, • soudržné horniny, • organické neúnosné základové půdy, • násypy.
Zemní práce
ZÁKLADOVÁ PŮDA Základové poměry podle vhodnosti základové půdy 1.
Vhodné Základová půda je únosná, málo stlačitelná, HPV je pod úrovní základové spáry. Terén je vodorovný nebo mírně svažitý.
2. Podmínečně vhodné Únosná, nebo neúnosná půda, silně/nestejnoměrně stlačitelná, HPV vyžaduje odčerpání…musí se provést dobrá izolace základů. 3. Nevhodné Nevhodné základové půdy jsou organické neúnosné základové půdy, což jsou především sedimenty organického původu (rašeliny, slatiny, bahnité náplavy atd.) nebo je únosná půda je ve velkých hloubkách, agresivní podzemní voda, HPV při povrchu. Jsou to například CHKO, zemědělská půda, poddolované území….
Zemní práce
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
11
Přednáška č. 3, 2014
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
ZEMNÍ PRÁCE A PŘÍPRAVA STAVENIŠTĚ Skrývka ornice • ornice je považována a prohlášena zákonem o ochraně Zemědělského půdního fondu za základní přírodní bohatství naší země, nenahraditelný výrobní prostředek umožňující zemědělskou výrobu a je jednou z hlavních složek životního prostředí. Jeho ochrana, zvelebování a racionální využívání jsou činnosti, kterými je také zajišťována ochrana a zlepšování životního prostředí • ornice se skrývá v tloušťce 100 – 500mm, musí se pořídit zápis o využití orné půdy • ornice se využívá na rekultivace méně úrodných nebo neúrodných ploch
Zdroj: www.stavbadomusvepomoci.cz
Zdroj: www.stavbadomusvepomoci.cz
Zemní práce
ZEMNÍ PRÁCE A PŘÍPRAVA STAVENIŠTĚ Vytyčení stavebního objektu • •
Podklad pro vytýčení stavby = situační výkres, podle něho provede geodet vytýčení obvodu stavby Způsob provádění vytyčení – hrubé pomocí vápna, vytyčovacích kolíků a následně pomocí tzv. laviček.
Zdroj: www.stavby.herngroup.cz
Zdroj: www.klanc.cz
Zemní práce
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
12
Přednáška č. 3, 2014
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
ZEMNÍ PRÁCE A PŘÍPRAVA STAVENIŠTĚ Vytyčení stavby pomocí laviček • • • • •
nejčastěji dřevěná konstrukce v dostatečné vzdálenosti od budoucí stavby na lavičku geodet označí (nejčastěji pomocí hřebíků) obrys budoucích základů, zdiva, apod. v souladu s projektovou dokumentací Při provádění stavby se na hřebíky natáhnou šňůry, vyznačující hranu konstrukce Obdobně se provádí i výškové osazení stavby pomocí vyznačení na lavičce Všechny rohy stavby se vytyčí a označí v terénu způsobem podle možností terénu
Vytyčování objektů jednoduchými a rohovými lavičkami
Zdroj: www.stavby.herngroup.cz
Zemní práce
ZAJIŠŤOVÁNÍ STABILITY STĚNY VÝKOPŮ Způsob zajištění svahů volíme podle těchto faktorů: • • • • • •
způsob osazení objektu do terénu zda se jedná o zastavěnou nebo nezastavěnou oblast zda je kolem objektu dostatečný prostor hladina spodní vody hloubka podzemních podlaží geologický profil půdy
Zemní práce
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
13
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
Přednáška č. 3, 2014
ZAJIŠŤOVÁNÍ STABILITY STĚNY VÝKOPŮ Základní rozdělení způsobů zajištění stěn svahů • • • • • • • • • • • •
Svisle hloubené stěny Svahované stěny Roubení s pažením příložným Roubení s pažením zátažným Roubení s pažením hnaným Roubení s pažením záporovým Štětové stěny Tabulové pažící soustavy Ocelové pažící boxy Pilotové stěny Záporové stěny Hřebíkování
Zemní práce
SVISLE HLOUBENÉ STĚNY • svislé stěny výkopu se paží (pokud zemina či okolní terén nevyžadují) jinak při hloubce: • větší než 1,3 m v zastavěném území • větší než 1,5 m v nezastavěném území • minimální šířka se řídí hloubkou a vstupem pracovníků do výkopu – 0,8 m • u soudržných zemin můžeme výkopy hloubit svisle do 2m v závislosti na podmínkách • u větších hloubek navrhujeme stavební jámy svahované a pažené
Zemní práce
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
14
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
Přednáška č. 3, 2014
SVISLE HLOUBENÉ STĚNY Pracovní prostor ve výkopu bez pažení s doporučenou úpravou stěn:
Zemní práce
SVAHOVÁNÍ STĚN Výhody • volný vnitřní prostor pro použití mechanizace, urychlení výkopových prací, úspora řeziva Nevýhody • větší objem zemních prací, po dokončení spodní stavby pracnost se zasypáním zeminou
Zemní práce
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
15
Přednáška č. 3, 2014
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
SVAHOVÁNÍ STĚN Sklon svahu • řídí se úhlem vnitřního tření zeminy, soudržností zeminy a výskytem podzemní vody • závisí na výšce a sklonu stěny výkopu
Svahování výkopů (obecné hodnoty): Druh horniny
Přípustný sklon svahu
Prachová hlína, jílovitý štěrk
1 : 0,25
Hlína, jílová hlína
1 : 0,25 až 1 : 0,50
Jílový písek
1 : 0,50
Kamenitý písek
1 : 0,75
Písečný štěrk, písečná hlína
1:1
Zemní práce
SVAHOVÁNÍ STĚN Pracovní prostor ve výkopu – minimální pracovní prostor ve výkopu musí být široký 0,8 m:
Zemní práce
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
16
Přednáška č. 3, 2014
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
ROUBENÍ STĚN Není-li možno výkopy svahovat – např. omezený prostor staveniště – provádí se výkopy se svislými stěnami zajištěnými např. roubením, podzemními stěnami nebo hřebíkováním.
Roubení s příložným pažením Používá se tam, kde nelze svahovat pro nedostatek prostoru. Roubení se skládá z • pažin – přiléhají k zemině • převázek (svlaků) – převázky "převazují“ pažiny • vzpěr nebo rozpěr – slouží k vyztužení pažení Roubení lze zhotovit ze dřeva (dřevěné fošny) nebo z oceli (desky z lisovaného profilovaného plechu).
Zemní práce
ROUBENÍ STĚN Roubení s příložným vodorovným pažením
Roubení se spouštěným pažením
Roubení s hnaným pažením
Zemní práce
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
17
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
Přednáška č. 3, 2014
ROUBENÍ STĚN Roubení s pažením do zápor Pro velké a hluboké výkopy. Skládá se ze • svislých zápor • vodorovných pažin Jako zápory slouží ocelové válcované nosníky, které se zaberaní po obvodu budoucího výkopu ve vzdálenostech 1,5 - 2,5m. Současně s hloubením výkopu se mezi příruby zápor spouštějí pažiny. Zápory se rozepírají rozpěrami nebo se kotví do zeminy.
Zemní práce
ROUBENÍ STĚN Roubení s pažením do zápor
Realizace záporového pažení hluboké stavební jámy. http://www.zakladani.cz/cz/pazeni-stavebnich-jam-zaporove-pazeni
Zemní práce
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
18
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
Přednáška č. 3, 2014
PAŽÍCÍ STĚNY Vetknuté podzemní stěny – pilotové, milánské • Pilotové stěny – jedna z nejužívanějších konstrukcí trvalých pažících a konstrukčních stěn • Hloubka 10 – 40 m, tloušťka 0,4 – 1,5 m • Rýhy se plní jílovitou (bentonitovou) směsí, která zajišťuje stabilitu stěn • Postupuje se ob jedno pole
Zemní práce
HŘEBÍKOVÁNÍ • slouží pro zajištění stability strmých svahů soustavou krátkých vrtaných kotevních prvků – hřebíků. • hřebíky z betonářské oceli se fixují cementovou zálivkou do vrtů o průměru 100 mm • opěrná konstrukce se skládá z: • KARI sítě • injektážní kotvy (vrty do hloubky svahu + kotva) • torkretový beton (nastříkaný na KARI síť)
Zemní práce
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
19
Ing. Radim Kolář, Ph.D.
Přednáška č. 3, 2014
ŠTĚTOVÉ STĚNY • Zachycují zemní a vodní tlak • Těsnící a pažící stěny při výkopech pod HPV • Stěny se beraní z ocelových štětovnic se zámkem až do nepropustného podlaží • Maximální hloubka 20 m • Poté se v daném prostoru provádí stavební práce při současném čerpání vody
Zemní práce
HYDRAULICKÉ PAŽÍCÍ BOXY
Zemní práce
VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství
20