Mechanika zemin a zakládání staveb, 2 ročník bakalářského studia
Stavební jámy • • • •
Pažící konstrukce Rozpěrné systémy Kotevní systémy Opěrné a zárubní zdi Katedra geotechniky a podzemního stavitelství Fakulta stavební, VŠB-TU Ostrava
Typy stavebních jam • svislé stěny • náklady • zvětšení obrysu • účel
Obr. 1. Funkce stavební jámy a) pažící a těsnící, b) těsnící, c) pažící s možností obtékání pažící stěny, d) těsnící s injektovaným dnem Stavební jámy
2 /40
Pažící konstrukce
• • • •
záporové pažení štětovnicové stěny pilotové stěny podzemní stěny
Pažící konstrukce
kombinace s dalšími systémy kotevními
3 /40
Záporové pažení
M MAX
1 2 = fll1 10
Obr. 2. Záporové pažení 1 - zápora, 2 - pažnice, 3 - rozpěra, 4 - klín Pažící konstrukce
4 /40
Štětovnicová stěna
Obr. 3. Ocelová štětovnice typu LARSEN a) příčný řez, b) úprava nároží
•výhody •nevýhody
Pažící konstrukce
5 /40
Štětovnicová stěna
Elektrárna Mělník, výklopník vápence - zapažení stavební jámy Pažící konstrukce
6 /40
Pilotové stěny
Obr. 4. Půdorysné uspořádání pilotové stěny a) provrtané piloty b) bez mezer, c) s mezerami, d) s torkrétovaným povrchem, e) s pažnicemi v mezerách, f) stěna z mikropilot Pažící konstrukce
7 /40
Pilotové stěny
Obr. 5. Pilotové stěny a) vetknutá, b) rozepřená, c) kotvená, d) stěna stabilizující sesuv; 1 - pilota, 2 rozpěra, 3 - kotva, 4 - zpevňující věnec, 5 - kluzná plocha sesuvu Pažící konstrukce
8 /40
Pilotové stěny
Kotvení severního portálu tunelu, tvořeného pilotovou stěnou, reinjektabilními pramencovými kotvami v délkách 45-50 m Pažící konstrukce
9 /40
Podzemní stěny Budování: pažící suspenze - (jíl + voda); ρ = 10,6 ~ 10,9 kN/m3 samotuhnoucí suspenze - (cement + voda + bentonit + chemické přísady); ρ = 11,8 ~ 16 kN/m3
Vzniká aktivní tlak (uvolnění deformací ve vodorovném směru) složený z: σx • efektivní složky aktivního tlaku σw • hydrostatického tlaku vody v okolí rýhy σ SUSP • proti tomu působí tlak suspenze
Pažící konstrukce
10 /40
Podzemní stěny
Obr. 6. Stabilita rýhy pažené suspenzí a) zatížení rýhy, b) stabilita v rovinných podmínkách, c) složkový obrazec
σ SUSP ≥ σ x + σ w Pažící konstrukce
11 /40
Podzemní stěny Způsoby zhotovení MONOLITICKÁ PODZEMNÍ STĚNA - technologie
Stavební jáma, hluboká 1517 m, je zajištěna kotvenými konstrukčními podzemními stěnami. Okolní objekty a komunikace byly zabezpečeny tryskovou injektáží a mikropilotovými stěnami Pažící konstrukce
12 /40
Podzemní stěny Způsoby zhotovení PREFABRIKOVANÉ
Úprava komunikace prefabrikovanými podzemními stěnami
Pažící konstrukce
13 /40
Podzemní stěny
Obr. 7. Půdorysné tvary konstrukčních podzemních stěn a) monolitické prvky, b) prefabrikované z nosníků a desek, c) prefab. Deskové na pero a drážku, d) styk těsněný gumovým tvarovaným pásem, e) těsnění styku gumovou hadicí; 1 - kotvení, 2 - samotuhnoucí suspenze, 3 - gumový tvarovaný pás, 4 - gumová hadice vyplněná cementovou injektáží Pažící konstrukce
14 /40
Podzemní stěny
Obr. 8. Založení výškové budovy na podzemních stěnách
Pažící konstrukce
15 /40
Rozpěrné systémy
Obr. 9. Zachycení zemních tlaků železobetonovými věnci a) pažení jámy štětovnicovou stěnou, b) pažící stěna z velkoprůměrových pilot; 1 - železobetonový věnec, 2 - štětovnicová stěna LARSEN, 3 - velkoprůměrové piloty
Rozpěrné systémy
16 /40
Rozpěrné systémy
Obr. 10. Příklady zachycení pažících stěn železobetonovými věnci 1 - monolitická podzemní stěna, 2 - železobetonový věnec vysoký 1 m, široký 1,2 m, 3 železobetonové rozpěry Rozpěrné systémy 17 /40
Kotevní systémy Tahová síla se přenáší:
• •
kotevní prvky injektovanými kotvami
KOTVY - tahově namáhané konstrukční prvky
DOČASNÉ po realizaci určité etapy nejsou potřebné
Kotevní systémy
TRVALÉ součást objektu stabilitu
18 /40
Kotevní prvky
Obr. 11. Kotevní prvky 1 - pažící stěna, 2 - tahadlo, 3 - kotevní stěna, 4 - pilota, 5 - pilotová stěna, 6 - studna, 7 - kotevní prstenec, 8 - kotevní pilota, 9 - účinná délka Kotevní systémy
19 /40
Kotevní prvky princip
Obr. 12. Stabilita kotvené stěny posouzení vnitřní stability, b) půdorysné uspořádání, c) posouzení venkovní stability, d) složkový obrazec Kotevní systémy
20 /40
Kotevní prvky d +h ϕ tan 45 − h1 ≤ b − ϕ 2 tan 45 − 2
hloubka kotevního prvku
Slγ
nezatížený povch terénu
tahadlo
Kotevní systémy
S t = Slγ
f
(
)
1 ≤ γ ⋅ h12 K p cos δ p − K a cos δ a l0 2γ cal
f
21 /40
Injektované (zemní kotvy)
Obr. 13. Injektovaná kotva v zemině 1 - pažící konstrukce, 2 - hlava, 3 - tahadlo, 4 - volná část, 5 - kořen, 6 - kotevní délka ocele, 7 - kluzná plocha, 8 - průběh napětí v tahadlu, 9 - průběh napětí v injektovaném kořenu Kotevní systémy
22 /40
Injektované (zemní kotvy) Namáhání kotvy
Sk =
Slγ
f
cosα
a) výpočtová únosnost tahadla, tedy
Sk ≤ St = A ⋅ R
b) síla přenášející tahadlo v betonu
S k ≤ S b = π ⋅ d a ⋅ l ka ⋅ Rbt
c) síla daná třením kořenu o zeminu
S k ≤ Rdk = π ⋅ d k ⋅ l k ⋅ τ d
Kotevní systémy
23 /40
Zdi a) b) c) d) e) f)
Zdi
gravitační - odolává vlastní tíží s odlehčovací železobet. deskou úhelníkové deskové se žebry - do výšky 5 - 8 m prefabrikované montované
24 /40
Zdi posouzení: 1) stabilita základové půdy
N σ = ≤ Rd bef
2) pootočení zdi
tgα =
tgα = Zdi
12 M πb 2 Edef
sA − sB ∆s = b b 25 /40
Zdi posouzení: 3) spolehlivost proti překlopení
γn =
Grg Sa ⋅ ra
≥ 1,5
4) spolehlivost proti posunutí
γn =
N ⋅ tgα + c ⋅ b ≥2 H
5) spolehlivost proti porušení masívu
Zdi
26 /40
Okruhy problémů k ústní části zkoušky
1. Typy pažících konstrukcí 2. Rozpěrné systémy 3. Kotevní systémy – druhy, způsob návrhu 4. Opěrné a zárubní zdi - dimenzace
27 /40
