Zaklá dá nístaveb BF03
Mikropiloty Micropiles, Minipiles
Mikropiloty jsou prvky hlubinného zaklá dá ní staveb, vyznač ující se mimoř ádnou štíhlostí a ú sporný mi ná roky na prostor při prová dění Použ ití: Øpodchycová ní a zesilová ní zá kladů stá vajících staveb v mimořá dně stísněný ch podmínká ch Øzaklá dá ní novostaveb v takový ch podmínká ch, kdy s ohledem na pracovní prostor nelze jinémetody využít
Øpři rekonstrukcích objektů Øzajištěnístaticky narušený ch budov Øzajištěnístavebních konstrukcína povrchu před budová ním podzemních děl v jejich blízkosti Øzvý šení ú nosnosti starý ch zá kladů (ná stavba)
Østabilizač níopatření– zajištěnísesuvů v nepřístupném terénu Øochrannéhorizontá lnímikropilotové deštníky pro stabilizaci vý rubu podzemních děl Ømikrozá porovékonstrukce apod. üÚ nosnost v tlaku 300-1000kN üÚ nosnost v tahu 250-500kN
Prová dění, dohled nad prová děním, monitoring a kontrola vý roby mikropilot se řídíevropskou normou: Č SN EN 14199: Prová dění speciá lních geotechnický ch prací– Mikropiloty
Norma platí: vpro mikropiloty vrtané , vnějšího průměru do 300 mm vpro mikropiloty raž ené , vnějšího průměru do 150 mm
U ná s se využívá pouze dvou typů mikropilot podle způ sobu vyztuž ení:
mikropiloty s trubní výztuž í, jež absolutně převlá dají(více než 90 % všech) mikropiloty armokošové
Podle způ sobu namáhání:
tlakové tahové namá hanépříč ný mi silami
Dle způ sobu uvedení mikropilot do funkce: ØNepř edtěž ované (volné ) - deformace potřebné k mobilizaci ú nosnosti mikropiloty probíhají po jejím spojení s nadzá kladovou konstrukcí v plné hodnotě ØPř edtíž ené mikropilota se před spojením se zá kladem předtíží silou odpovídající jejímu ná slednému zatížení, přič emž koneč né sednutí je dá no jejím pružný m stlač ením
ØPř edpjaté - předtížená mikropilota je spojena s konstrukcí v zatíženém stavu; vý slednédeformace jsou pak minimá lní Předtížený ch a předepjatý ch mikropilot se využívá především pro podchycová ní, nebo jako podpor při stěhová nístá vajících konstrukcí.
Pro mikropiloty používá me ná sledující ná zvy a označ ení: vhlava mikropiloty je její horní č á st, která přichá zí do styku s nadzá kladovou konstrukcí. vdř ík mikropiloty je její neinjektovaná č á st, kterou se přená ší osové zatížení z hlavy do kořene, vkoř en mikropiloty je spodníč á st, která je injektá žíupnuta do okolníhorniny
vpata mikropiloty je podstava mikropiloty v ú rovni poč vy vrtu vvýztuž ná trubka je silnostěná trubka tvořícívý ztuž mikropiloty; v kořenovéč á sti je tato trubka perforová na injekč ními otvory překrytý mi gumový mi manžetami, jež vytvá řejí příslušné etá že pro injektá ž kořenovéč á sti mikropiloty varmokoš mikropiloty je vý ztuž sestavená z nosný ch prutů a rozdělovacívý ztuže.
vmanž etová trubka je (spojovatelná ) trubka z PVC ∅50/3,8 mm, nebo ∅32/3,6 mm, opatřená v kořenovéč á sti otvory ∅6 mm překrytý mi gumový mi manžetami, vobturátor – dvojitý , necirkulač ní, což je zařízeník utěsněnímanžetovétrubky nad a pod injektovanou etá ží a k vlastní injektá ži kořene mikropiloty. Obturá tory jsou mechanické, hydraulické a pneumatické.
Č ásti mikropiloty 1-vrt, 2zá livka, 3-spojka, 4-manžetová trubka, 5-injektovaný kořen
aa
bb
2
3 4
1
5
Sché ma dvojité ho necirkulačního obturátoru, b. schéma injektá že pomocímanžetovétrubky: 1-zá livka, 2-manžetová trubka (vý ztužná trubka mikropiloty), 3-pryžová manžeta, 4dvojitý obturá tor, 5-ventil
Technologický postup výroby mikropilot 1. 2. 3. 4. 5.
vrtání maloprofilový ch vrtů př íprava vý ztuže mikropiloty zř ízení zálivky a osazení výztuž e injektáž koř ene mikropiloty úprava hlavy mikropiloty
Sché ma výroby mikropiloty a-vrtá ní, b-zá livka, c-osazení vý ztuže, d-injektá ž, e-napojenína kci, 1-plochá hlava
q Vrtání Vrtnéná stroje o Spirá lový vrtá k-soudržnézeminy lehce vrtatelné o Listovédlá to-měkkéhorniny o Valivédlá to-horniny o Kladivo Vý plach - vzduchový , vodní, jílový , jílocementový , vrtá nísystémem DUPLEX (se vzduchový m vý plachem)
q Zř ízení zálivky a osazení výztuž e zá livka c:v = 2,5:1 (1940kgm-3) q Osazení výztuž né trubky q Injektáž koř ene mikropiloty nejdříve za 12 hod při CEM II/A,B po etá žích reinjektá ž za 6-10 hod, dosažení projektovaného tlaku (např. 8MPa) q Zaplnění výztuž né trubky q Ú prava hlavy mikropiloty
Doporučené minimální prů měry vrtů a typy vrtných nástrojů pro mikropiloty s trubní výztuž í Typ nástroje
Prů měr nástroje prů měru trubní mikropiloty (mm)
podle vý ztuž e
∅ 70/12
∅ 89/10
∅ 108/16
Spirálový vrták
118, 140
140, 180
180, 220
Listové dláto s př ibí rkový mi stupni
75/120
75/140
75/160
(neagresivní Min.118
Min.130
Min.150
(agresivní Min.150
Min.170
Min.190
Valivé dláto prostř edí ) Valivé dláto prostř edí )
Ponorné kladivo (bez paž ní )
Min.118
Min.133
Min.156
Paž nicová kolona Duplex (neagresivníprostř edí )
121
133
156
Paž nicová kolona Duplex (agresivníprostř edí )
133
156
191
Orientační parametry vrtné ho rež imu pro rotačně př íklepné vrtání (podle Z.Tkané ho, 1974)
Prů měr korunky D (mm) 80 95 115 152
Počet otáček (ot/min)
Př í tlačná sí la P (kN)
120 – 170 100 – 140 85 – 115 60 - 90
40 50 60 75
Rozměry typických dílů výztuž ných trubek mikropilot Typ
Trubka A, B
Spojní kC
Zátka D
Hlava na tlak E
tr. ∅
D
l
l1
d1
l2
d1
l3
a
t
l3
70/12
70
3000x)
50,5
83
100
83
50
200
20
50
89/10
89
3000x)
58
114
150
114
75
250
20
75
108/16
108
3000x)
75,5
127
150
127
75
300
40
75
Minimální krytí výztuž e mikropilot (mm) podle druhu prostř edí a způ sobu jejich namáhání Druh zálivky
Neagresivní prostř edí
Stř edně agresivní prostř edí
Tlak
Tah, ohyb
Tlak
Tah, ohyb
Cementová 20
30
40
50
Malta
40
50
60
35
Ú nosnost mikropilot Mikropiloty se s ohledem na svérozměry a tuhost používají především pro přenos osových sil (tlakových i tahových). Osovou ú nosnost mikropilot lze stanovit zatě žovací zkouš kou, nebo statický m vý poč tem.
Statický vý počet a) vnější únosnost osamělé mikropiloty Umv / únosnost kořene / Umv = Ums + Ump Ums je ú nosnost na plášti kořene mikropiloty, Ump je ú nosnost na patě tlač enémikropiloty v případě jejího vetknutí(popř. i opření) do hornin R1 až R3 (v ostatních případech tlakový ch mikropilot se Ump zanedbá vá ).
Ump = π.d2/4.Rd Ums = π.d.∑ Lti.τi.mz d je průměr mikropiloty (průměr vrtu opatřeného vý ztužía zá livkou) Rd je ú nosnost na patě pro skalníhorniny R1 – R3 stanovená dle č l. 97 Č SN 73 1001
Lti
τi mz
je délka kořenovéč á sti mikropiloty v příslušnéú nosnéi-tévrstvě (zpravidla se ovšem jedná o jeden typ horniny, i = 1) je velikost přípustného plá šťového tření v příslušnéhornině dle tabulky je koeficient, zá visejícína druhu zatížení ( pro tlak mz = 1,0, pro tah mz = 0,8)
Př ípustné velikosti plášť ové ho tř ení mikropilot Druh základové pů dy Skalní R1 – R4
Typické vlastnosti
horniny σf > 50 MPa
Počet Konečný injektáž í inj.tlak (MPa)
Plášťové tř ení τi (MPa)
0
-
0,6 – 1,0
Poloskalní horniny R5, R6
σf < 50 MPa
0-1
0,5 – 3,0
0,2 – 0,6
Štěrky pí sčité
350<ϕ<450, c=0
1-2
1,0 – 2,0
0,15 – 0,20
Štěrky jí lovité
250<ϕ<350, c=10
1-2
2,0 – 4,0
0,15
Pí sky
250<ϕ<350, c=0
2-3
1,5 – 4,0
0,1 – 0,15
Soudrž né zeminy 100<ϕu<300 tvrdé cu > 0,1MPa
1-3
1,5 – 3,0
0,08 – 0,14
Soudrž né zeminy ϕu < 100 pevné 0,05<cu< 0,15MPa
2-3
1,0 – 2,5
0,06 – 0,08
Soudrž né zeminy ϕu = 0 tuhé 0,025<cu< 0,05MPa
3 – (4)
0,5 – 2,0
0,04 – 0,06
b) vnější únosnost skupiny mikropilot Podobně jako u pilot je třeba stanovit velikosti sil působících do jednotlivý ch mikropilot ve skupině od vnějšího zatížení působícího na spojovací konstrukci v hlavá ch mikropilot a dá le stanovit vliv tzv. skupinového ú č inku. Ten je méně vý znamný ve srovná ní s pilotami, a to především s ohledem na rozměry mikropilot a na tu skuteč nost že jejich osová vzdá lenost ve skupinovém zá kladu je vesměs větší(a/d > 5).
Pokud se jedná o rozsá hlý mikropilotový zá klad (s poč tem mikropilot 10 a větším), je třeba přistoupit k matematické mu modelování, jež je obtížné, neboť interakce mikropilot se zá kladovou půdou neníjednoduchá .
c) vnitř ní osová únosnost mikropilot (EC7) Uvažujeme-li spřažený průřez mikropiloty, je jeho únosnost v tlaku za předpokladu plné plastifikace: Npl,Rd = Aa.fy/γa + 0,85.Ac.fck/γc Aa je plocha tlač enéoceli, Ac je plocha tlač eného cementového kamene, fy je meznínapětív oceli, fck je meznínapětív cementovém kameni, γa je dílč ísouč initel pro ocel, γc je dílč ísouč initel pro cementový ká men
d) vnitř ní únosnost ohýbaných mikropilot s výztuž nou trubkou
Statickéschéma pro vý poč et viz obr.
NAPĚTÍV
AM
3/4(r-t)
T0M
RM
OCELI
t0
TĚŽIŠTĚ TLAČ ENÉ MALTY
OSA MP
ra +t
t
NEUTR. OSA ra
MALTĚ
r VRT Ra
Statické sché ma prů ř ezu mikropiloty s výztuž nou trubkou pro výpočet ohybové únosnosti
Mikrozá pory Mikrozá pory jsou štíhlé prvky pažící konstrukce, které se vklá dají do cementové zá livky ve vrtu průměru do 300 mm. Mikrozá porové pažení navrhujeme především ve stísněný ch poměrech (proluká ch). Vý ztuž mikrozá por tvoří buď ocelové trubky menšího průměru nebo válcované profily. Pažení mezi mikrozá porami je tvořeno nejč astěji stříkaný m betonem.
Výztuž mikrozá por tvoří buď silnostěnné ocelové trubky profilu Ø108/16 mm, popřípadě i větší, nebo je s vý hodou použito širokopřírubový ch vá lcovaný ch nosníků. Paž ení mezi mikrozá porami je tvořeno buď vý dřevou, nebo ocelový mi pažnicemi. Velmi č asto je prostor mezi mikrozá porami vyplněn vrstvou stříkaného betonu s vý ztužnou sítí
Zemníkotvy Anchors
Kotvou se přená šítahová síla ze stavební konstrukce do zá kladové půdy. Kotva je do zá kladovépůdy upnuta v oblasti svého koř ene obvykle injektá ží. Tá hlo kotvy je ke konstrukci ukotveno v kotevní hlavě. Důležitéje rozlišení, zda se jedná o kotvu dočasnou nebo trvalou se zvlá štní ochranou. Tá hlo kotvy se prová dí z ocelový ch pramenců, tyč í, trubek . . .
Statická funkce kotvy je zajištěna jejími třemi hlavními souč á stmi: kotevní hlava, volná dé lka a koř enová dé lka Tahová síla se z hlavy kotvy přená šído kořene kotvy nedeformovatelný m tá hlem. Kořen kotvy je pomocíinjektáž e upnut v horninovém prostředí, do něhož se tahové síly přená ší.
Kotvy musísplňovat: qKořen je v zá kladovépůdě upnut pomocí injekč nísměsi qTahová síla je do kotvy vnesena přepětím, tzn., že kotva musímít volnou délku, která svý m protažením umožnívneseníkotevní síly (dle Hookova zá kona)
Platnénormy ØČ SN EN 1997-1 – Eurocode 7. Č á st 1: Obecná pravidla (2006) ØČ SN EN 1537: Prová děníspeciá lních geotechnický ch prací– Injektované horninovékotvy (2001)
Dělenípodle typu tá hla qTyčové – CPS, Dywidag qDrátové – téměř se nedělají,komplikované qPramencové
Podle doby svéfunkce qDočasné , u nichž je životnost omezena obyč ejně na dva roky qTrvalé , kterémajísloužit na dobu delší než dva roky Oba typy kotev se liší především způsobem ochrany hlavy, volné délky kotvy a kořene proti korozi.
Podle způsobu namá há níkořene qKotvy s kořenem taž eným qKotvy s kořenem tlačeným
Technologický postup vý roby kotev qPrová děnímaloprofilový ch vrtů qVyplněnívrtů zá livkou qVý roba, doprava, manipulace a osazení kotvy qInjektá ž kořene kotvy, popř. reinjektá ž qNapíná níkotev, zkoušeníkotev, dohled a přezkušová ní
Do provedeného vrtu vyplněného cementovou zá livkou, se zasune kotva. Po stanoveném zatvrdnutí zá livky a ná slednéinjektá ži se osadína konstrukci kotevníhlava a kotva se předepne dle požadavku projektu. Předpíná ní se uskuteč ňuje předepsaný m postupem hydraulický m napínacím lisem.
Kotvy tyčové Nosná č á st kotvy je tvořena jedním tá hlem z ušlechtiléoceli, po celé délce je nalisová n hrubý zá vit. Tá hla majídélku 12m (14m). V Č R se používají: § CPS profilu 32mm § Dywidag profilu 26,5mm, 32mm, 36mm
Kotvy pramencové V Č R v souč asnosti nejrozšířenější, jediné kotvy trvalé . Snazšítransport, manipulace, délka… Pramence jsou spleteny z nízkotepelně popouštěný ch ocelový ch drá tů: 1x5,5mm + 6x5,0mm, vnějšíprůměr pramence je 15,5mm. Ø 15,5/1620 MPa Ø 15,5/1800 MPa
Napíná nía zkoušeníkotev Ú č elem napíná níje: • Zjistit ú nosnost kotvy a vypracovat zá znam o této ú nosnosti • Napnout a ukotvit tá hlo kotvy na jeho zaruč enésíle Zkoušky kotev se dělína: • Typovézkoušky • Průkaznízkoušky • Kontrolnízkoušky
Zá sady ná vrhu injektovaný ch horninový ch kotev Předpjatéhorninovékotvy se navrhujípodle zá sad mezních stavů dle Eurokódu 7. Pro projekt kotveníjsou nutná ná sledujícíověření a vý poč ty: • Ověřenívnitřního odporu kotvy • Ověřeníodporu kotvy proti vytažení • Ověřenípoužitelnosti a trvanlivosti kotvy • Vý poč et nutnévolnékotevnídélky • Urč enízaruč enésíly kotvy Více v Masopust, J.: Speciální zakládání staveb, 1. díl, AN CERM, Brno 2004
Injektá že Grouting
Děleníklasický ch injektá ží A. podle účelu q Tě sní cí– sníženípropustnosti zeminy q Zpevň ovací– zvý šenísmykovépevnosti a omezenípřetvořenízá kladovépůdy q Kompenzač ní– postupnéomezová ní deformacízá kladovépůdy (při ražbě podzemních děl… )
B. podle druhu základových pů d qInjektá ž nesoudržný ch zemin – hlavné těsnící qInjektá ž soudržný ch zemin – zlepšení pevnosti, zvedá níobjektů qInjektá ž skalní ch a poloskalní ch hornin
C. podle druhu injekční směsi qSilikátové injekční směsi a malty – hlavnísložka je cement qChemické suspenze a roztoky – tvrdéa měkkégely, směsi na bá zi vodního skla, organicképryskyřice
Zajištěnídna stavebníjá my injektá ží Injekč níclona přehrady
Zlepšeníú nosnosti zá kladů injektá ží
Injektá ž štol a tunelů
Č SN EN 12715 ( 731071)Provádění speciálních geotechnických prací - Injektáž e
Injekč nísměsi pro různédruhy zá kladový ch půd
Injektáž e skalních hornin Vyplňují pukliny, poruchová pá sma a vrstevní spá ry v horniná ch cementovou nebo jílocementovou směsí a zvyšují tak jejich nepropustnost a pevnost. Používají se hlavně pro vytvoření těsnících clon pod př ehradními tělesy. Injektuje se do vrtů po ú secích vymezený ch jednoduchý mi nebo dvojitý mi obturá tory. Postup injektá že může bý t buď sestupný nebo vzestupný
Injektáž e nesoudrž ných hornin Používá se metoda manžetový ch trubek osazený ch do vrtů s jílocementovou zá livkou. Injektovaná etá ž je vymezena dvojitý m obturá torem. Injekč ní směs cementová , jílocementová nebo chemická vyplňuje póry nesoudržné zeminy a tím zvyšuje její pevnost a vodotěsnost. Metody se využívá pro zpevnění a stabilizaci nesoudrž ných hornin před tunelá řský m vý rubem, zpevnění podzá kladíobjektů apod.
Injektáž e zdiva a konstrukcí Prová dí se krá tký mi maloprofilový mi vrty za ú č elem zpevnění zdiva a konstrukcí objektů. Injekč ní směs proniká do spá r zdiva a obnovuje funkci vyvětralého pojiva. Používají se tlaky do 0,6 MPa. Opravy trhlin a průsaků v betonový ch konstrukcích se prová dí chemický mi, případně pryskyřič ný mi směsmi injektovaný mi vysoký mi tlaky.
Injektáž e objektů Technologie injektá žíbyla ú spěšně využita pro rektifikaci objektů postižený ch nestejnoměrný m sedá ním. Zlepšením vlastnostíhorniny pod zá klady a injekč ním tlakem bylo dosaženo vyrovná ní ná klonu například obytný ch budov (Brno-Jundrov), obilního sila, ohřívač e větrů v hutích, vypalovacích pecí apod.
Technologický postup klasické injektá že ØVrtá nímaloprofilový ch (středněprofilový ch) vrtů ØVystrojenívrtů pro ú č ely klasickéinjektá že (manžetový mi trubkami) ØPříprava injekč nísměsi ØInjektá ž, příp. reinjektá ž (obturá tor) ØMonitoring a kontrola prací
Trysková injektá ž Jet Grouting
Injektá ž cementovou směsí velmi vysoký mi tlaky (30-70 MPa). Injekč ní směs rozruší strukturu horniny v okolívrtu a promísíse s ní. Tím vytvořísloup zpevněné horniny, který slouží jako zá kladový prvek.
Trysková injektá ž vylepšuje vlastnosti zá kladové půdy, její pevnost a nepropustnost. Při tryskové injektá ži je okolní zemina řezá na injekč ním paprskem a souč asně smíchá na s injekč ní směsí. Podél injekč ního vrtu se otá č ením trysek při plynulém vytahová ní vrtného soutyč í vytvá ří sloup injektá ží zpevněné zeminy. Paprsek injekč ní směsi lze usměrnit případně i podpořit proudem vzduchu nebo vody, vznikají tak pilíře nebo stěny z pilířů injektované zeminy průměru až 2 m.
Vlastnosti proinjektovaný ch zemin ØPevnost v prosté m tlaku štěrky, písky 7-20 MPa hlinitépísky, písč itéhlíny 4-8 MPa silty, tuhéjíly 1-5 MPa plastickéjíly měkké 0,5-1,5 MPa rašeliny až 1,5 MPa ØPropustnost k = 10-8 až 10-10 ms-1
§ Č SN EN 12716 Prová děníspeciá lních geotechnický ch prací– Trysková injektá ž
Princip tryskové injektáž e: a - vrtá ní, b-ukonč enívrtá ní, c injektová ní, d -pilíř zpevněnézeminy
Č SN EN 12716
Č SN EN 12716
Č SN EN 12716
Č SN EN 12716
Č SN EN 12716
Č SN EN 12716
Č SN EN 12716
Č SN EN 12716
Č SN EN 12716
Č SN EN 12716
Podzemnístěny Diaphragm walls
ØČ SN EN 1538 (731061) Prová dění speciá lních geotechnický ch prací – Podzemnístěny ØPodzemní, nebo též Milánské stěny (podle města, kde byly 1957 využity pro vý stavbu podzemní drá hy) jsou liniové konstrukce trvalého zajištění vesměs svislý ch vý kopů stavebních jam a rý h.
Z hlediska ú č elu (Č SN EN) 1538 se dělí: a) Paž ící stěny 1) monolitickébetonové 2) prefabrikovanébetonové 3) stěny z vyztuženésuspenze b) Těsnící podzemní stěny 1) stěny ze samotvrdnoucísuspenze 2) stěny z plastického betonu
Samotvrdnoucí suspenze plnídvojíú č el: vv průběhu těžby paž í rý hu vná sledně v rý ze zůstá vá , po č ase ztuhne a získá požadované vlastnosti, což je především vodotěsnost daná příslušnou velikostí koeficientu filtrace k /m.s-1/ a příslušná velikost pevnosti (v prostém tlaku) σf /MPa/
Obvodovékonstrukce podzemních parkovišťautomobilů
Železobetonové(betonové) podzemní stěny konstrukční se dle charakteru vý plně dělídá le na: Ømonolitické , na místě betonované, kde vý plň tvořítransportbeton, který m se betonuje vesměs pod pažícísuspenzi, Øprefabrikované , kde jejich vý plň tvoří napřed vyrobenéželezobetonové prefabriká ty, jež jsou osazová ny do rý h vyplněný ch většinou samotvrdnoucí suspenzí
Podzemní stěny představují vodotěsné konstrukce schopné odolá vat hydrostatickému tlaku. Jednotlivé lamely podzemních stěn se navzá jem těsní pomocí umělohmotného těsnění (tzv. "water-stop"), která se osazují do koutový ch pažnic a to buď v jedné, č i dvou vrstvá ch.
V souč asnédobě se pro vý robu podzemních stěn využívá v podstatě dvou ná sledujících technologiídaný ch využitím příslušný ch strojních zařízení: § Hydraulické drapáky (vedené, resp. i řiditelné) § Hydrofré zy – hloubka stěn – 100m
Drapá k a hydrofréza
Struč ný technologický postup – monolitická stěna 1. Př ípravné práce - spoč ívajíve vytvoření dostateč ně ú nosné pracovní plošiny a vodících zídek, jež jsou betonové, oboustranné, obyč ejně slabě vyztužené svařovaný mi sítěmi, jejich hloubka je nejméně 0,80 m , typicky pak 1,0 – 1,5 m a tloušťka 0,2 – 0,3 m.
2. Těž ba - typickétloušťky podzemních stěn jsou 400, 600, 800 a 1000 mm. V případě hydraulických drapáků je jejich délka 2,50 m a hloubí se lamely buď jednozá běrové (stá le primá rní), nebo trojzá běrové (2 primá rní a jedna sekundá rní, jež odstraníhrá zky vytvořené po hloubení dvou jednozá běrový ch lamel). V případě fré z se prová dějí většinou jednozá běrovélamely šířky 2–3 m
3. Osazení koutových paž nic. Po vyhloubení příslušné lamely se rý ha vyč istíod napadanézeminy a zkontroluje se kvalita pažící suspenze. Ty jsou vý jimeč ně tvořeny ocelový mi troubami příslušného průměru (rovného tloušťce lamely), nebo plochý mi průřezy s navleč ený mi water-stopy.
4. Osazení výztuž e podzemní stěny ve formě armokoše. Ten se sklá dá z podélný ch a příč ný ch nosný ch prutů, ze spojovací a diagoná lní vý ztuže, jež zajišťuje tuhost armokoše. Armokoš se osazuje, pokud je to možné, zá sadně vcelku, spojová ní armokošů je komplikované. Armokoše jsou vybaveny distanč ními koleč kami (betonový mi, plastový mi) za ú č elem dodržení předepsaného krytívý ztuže
5. Betonáž neprodleně (max. do 2 hodin po přeč ištěnípažícísuspenze). Betonuje se pomocí sypá kový ch rour pod suspenzi. Při šířce lamely 2,5 m se použije 1 sypá ková roura, pro 3-zá běrovou lamelu šířky 6,5 m se použijí nejméně 2 sypá kové roury. Betonuje se transportbetonem, kde požadavky na kvalitu betonu jsou dá ny j Č SN EN 1538 a Č SN EN 206-1
6. Př ebetonování hlav podzemních stěn Po zatuhnutíbetonu se koutovépažnice vytahují 7. V případě podzemních stěn prová děný ch hydrofrézou se koutové pažnice nepoužívají a lamely se př efré zují po č á steč ně zatvrdlém betonu
Prefabrikované podzemní stěny se navrhují pro trvalé konstrukce zá rubních zdí, popř. i hloubený ch tunelů. Jejich vý hoda spoč ívá v dokonalé pohledové úpravě lícní plochy a možnostech dosažení naprosto přesné polohy jednotlivý ch panelů. Nevý hoda je dá na relativně vysokou cenou, jež souvisí s vý robou a zejména transportem těchto panelů. Vlastnírozměry panelů jsou dá ny nejen statický m posouzením, ale též jejich hmotností, jež souvisí s použitý mi zvedacími mechanizmy na stavbě.
Zvláštnost technologické ho postupu prefabrikovaný ch podzemních stěn spoč ívá v tom, že se hloubí rý ha o šířce obyč ejně o 200 – 300 mm širší, než jsou panely. Hloubí se pomocí jednozá běrový ch, č i trojzá běrový ch lamel, které se pažíobyč ejně samotvrdnoucísuspenzí. Do vyč ištěné rý hy pod suspenzí se vklá dají železobetonové panely a kontroluje se jejich poloha i svislost. Panely se neopírají o dno rý hy, vyvěšují se pomocí vodících zídek. Problém spoč ívá v napojová níjednotlivý ch panelů.
Stavebníjá ma Foundation Pit, Trench
Vý kopy pro stavebníobjekty se dělína: qšachty, (šachtice) qrý hy qstavebníjá my
Konstrukč níuspořá dá nístavebních jam qSvahované(Sloped Excavation) qPažené(roubené ) (Sheeted) qTěsněné(Sheeted Foundation Pit) qJímky (Cofferdams) qKombinované Já ma x rý ha x š achta
Volba typu stavebníjá my Ná roky stavebníkonstrukce Vlastnosti zá kladovépůdy Ú roveň hladiny podzemnívody Uspořá dá nístaveniště Ekonomickéukazatele Č as vý stavby
Funkce stavebníjá my
PAŽÍCÍA TĚSNÍCÍ
TĚSNÍCÍ
Šachty (šachtice) jsou díla, u nichž hloubkový rozměr převažuje nad oběma rozměry půdorysný mi. Z hlediska hornický ch bezpeč nostních předpisů, tj. vyhlá šky Č BÚ č .55/1996 se za šachtici považuje svislédílo se sklonem od svislice větším něž 45o, průřezovéplochy do 3,75 m2 a hloubky od 3,0 do 50,0 m. Tato vyhlá ška též rozezná vá pojem – stavební šachta, což je dílo s hloubkou do 20 m.
Rýhy jsou díla, kde jejich délka převažuje vý znamně nad rozměry zbý vajícími, tj. nad šířkou a hloubkou, přič emž žá dný z uvedený ch rozměrů není jakkoliv limitová n. Rý hy slouží především pro uklá dá ní podzemních inžený rský ch sítí, kde jejich šířka je zpravidla velice omezená (1 – 2 m), nebo pro hloubená malá podzemní díla (mělce uložené kolektory).
Roubení je zabezpeč ení svislý ch stěn, nebo vý razně strmý ch stěn vý kopů, které se sklá dá z pažení a stabilizace pažení, což může bý t rozepření, nebo kotvení, popř. kombinace těchto metod. V nesoudrž ných zeminá ch je nutnépažit vždy (prakticky od hloubky 0,80 m), v soudrž ných zeminá ch pak od hloubky 1,50 m, rovněž tak v horniná ch poloskalních. Ve skalních horniná ch zá visí potřeba paženípředevším na vlastnostech horninového masívu.
Roubení rýh Stavební rý hy se podle Č SN 73 3050 Zemní prá ce roubí pažením příložný m, zá tažný m, nebo hnaný m. Pro vý stavbu hluboký ch stavebních rý h (např. pro hloubené ú seky podzemních staveb) se požívá též pažení zá porové, vý jimeč ně pak i pilotovéstěny. Je-li potřeba stavební rý hu těsnit, navrhují se štětové stěny většinou doč asné.
a. vodorovné pří ložné pažení
Používá se hojně pro paženírý h kopaný ch ruč ně nebo s malou mechanizacív suché zemině, jako jsou písč ité štěrky, písč ité hlíny apod. b. svislé pří ložné pažení Používá se v suchésoudržnézemině, jež umožní provést doč asný vý kop bez okamžitého pažení na větší vý šku (přes 1,5 m).
c. svislé zátažné pažení Toto paženílze použít v má lo soudržný ch i nesoudržný ch nezvodnělý ch zeminá ch, jež nesnesou obnaženína většívý šku č i plochu d. hnané pažení nejtěžš ípaženívhodné pro nesoudržné a zvodnělé zá kladové půdy. Vý stavba tohoto paženívyžaduje značný díl ručníprá ce a proto se nahrazuje š tětový mi stěnami
Roubení šachet Za stavebníšachtu se považuje svislédílo půdorysnéplochy přes 2,75 m2 a teoreticky neomezenéhloubky. Mělkéstavební, jakož i průzkumnéšachty min. půdorysného rozměru 1,2 x 1,8 m lze pažit jak příložný m, tak i zá tažný m pažením. Pro paženívětších stavebních šachet se využívá většinou zá porového pažení, mikrozá porový ch stěn a stěn pilotový ch.
Paženíkruhovéšachty z převrtá vaný ch pilot
Typy paženípoužívanév Č R ØZá porovépažení(Braced Sheeting, Rider Sheeting)) ØPodzemnístěny monolitické(Diaphragm Walls, Monolithic, Cast-in- Place) ØPilotovéstěny převrtá vané(Pile Walls, Redrilled, Rebored) ØMikrozá porovépažení ØTrysková injektá ž (Jet Grouting) ØHřebíková ní(Soil Nailing)
Svahovanéstavebníjá my
Základní př ípady svahovaných jam
Kombinace paž ení a svahování
Stanovenísklonů svahů Pomocítabulek, grafů, na základě zkuš enosti soudrž né zeminy h < 1,5m i svislé (krá tkodobévý kopy) h < 6m 1:1 h < 12m 1:2 nesoudrž né zeminy podle φ sklon ca 30 – 45o
Tab.: Sklony svahů v horninách a hrubozrnných zeminách
Zemina (hornina)
Sklon svahu dočasný
trvalý
Zdravé skalníhorniny
5:1
Navětralé horniny
3:1
Balvanitý štěrk
1 : 0,75
Štěrk s pí skem, ostrohranný pí sek
1 : 1,25
1 : 1,5
Hrubý pí sek
1 : 1,5
1 : 1,75
Jemný pí sek
1 : 1,75
Pí sek ve svahu s vyvěrají cí vodou
1 : 2,5 až 1 : 3,5
Tab.: Sklony svahů v jemnozrnných zeminách Zemina
Vý ška svahu (m)
Trvalý sklon svahu
Jí lovitý prach
0-3 3–6 6–9
1 : 1,25 1 : 1,6 1 : 1,75
Pí sčitý prach Siltový jí l
0–3 3–6 6–9
1 : 1,25 1 : 1,25 1 : 1,4
Jí l
0–3 3–6 6–9
1 : 1,25 1 : 1,25 1 : 1,25
Spraš
0–6
2,5 : 1
Vý poč tem (Petterson, Bishop) – vždy pro já my o vý šce svahů nad 6m stupeň stability ca 1,3 Sklony pod HPV – ca dvojná sobně mírnější!!!!!!
Půdorys stavebníjá my ØPůdorys je dá n velikostístavby + min 0,3m ØČ SN 733050 Zemníprá ce (1991) ØDno – ochranná vrstva 0,2 – 1m (přezimová ní) ØPřed betoná žízá kladů – přejímka zá kladovéspá ry
Hřebíková nízemin Soil Nailing
ØZemní hř ebík je prvek, který se využívá pro zvý šenístability svahů ØZemní hř ebík je vytvořený nejč astěji osazením prutů betoná řské oceli s centrovacím přípravkem do vrtu vyplněného cementovou zá livkou ØZemní hř ebíky se používajípro vyztužení a zesílenísvahů při hloubenívý kopů nebo při riziku sesuvu nestabilních svahů apod.
Výhody •Nízkéná klady •Rychlost •Doč asná i trvalá konstrukce •Přizpůsobivost tvaru vý kopu •Mobilnía tichéstrojnízařízení •Malédeformace hřebíkovanézeminy •Vý ška stěny – do ca 12-14m
Hřebíky jsou napnuty (aktivová ny) vlivem deformace zeminy způsobené č á steč nou ztrá tou stability při postupném odtěžová ní. Hřebíky zvyšují třecí sílu zemních hmot a tím brá ní ztrá tě stability v průběhu a po odtěžení. Jejich délka bý vá navrhová na tak, aby eliminovala vliv případnésmykovéplochy.
ODKOP ODKOP
PŘEKRYTÍSÍŤOVINOU
OSAZENÍHŘEBU
ODKOP DALŠÍETÁ ŽE
Postup výstavby stěny bez př edpínání
Př edpínané hř eby • Odkop 1,2-1,5m • Instalace síťoviny (drá ty Ø 3-3,5mm, oka 100x100mm • Stříkaný beton tl. 100-150mm • Vrty pro hřebíky (Ø do 100mm), cementová zá livka • Hřebík, injektá ž kořene, napíná ní • Hloubenídalšíetá že
Hř ebíky bez př edepnutí • Odkop • Hřebíky • Stříkaný beton + síťovina • Hloubenídalšíetá že
• Vzá jemná vzdá lenost hřebů 1-1,5m • Na 1 hřeb ca 1-2m2 stěny • Sklon svahu 10:1 až 5:1 • Vhodnédo soudržný ch zemin bez vody
Statické sché ma hř ebíkované ho svahu
Pilotovéstěny Pile Walls
Prová dění pilotový ch stěn, kontrola a supervize nad jejich prová děním se řídí ustanovením evropskénormy: Č SN EN 1536: Prová dění speciá lních geotechnický ch prací– Vrtanépiloty
Výhody: vznač ná ú nosnost stěny s ohledem na poměrně velký průřezový modul vmožnost obejít se bez kotvení pro větší hloubku vý kopů než u zá porovéstěny vdélka piloty není omezena vý robními rozměry vklá daný ch ocelový ch prvků jako u zá por
Nevýhody: vpiloty nelze obvykle prová dět do tvrdý ch hornin vvelkévrtnésoupravy majívelkéná roky na prostor vmin. osová vzdá lenost vrtu od stá vající budovy bý vá obvykle cca 0,9 m
Pů dorysné uspoř ádání pilotových stěn (a-př evrtávané , b-bez mezer, c-s mezerami, d-s mezerami vyplněnými injektáž í, e- s torkretem, f-s paž nicemi, gmikropilotová stěna)
Dle vzájemné osové vzdálenosti pilot a s ohledem na jejich prů měr d rozezná vá me: Øpilotovéstěny s velkou osovou vzdáleností pilot (a > d) Øpilotovéstěny tangenciální (a ~ d) Øpilotovéstěny př evrtávané (a < d)
Př íklady pilotových stěn: a – s velkou osovou vzdá lenostípilot, b – tangenciá lnípilotová stěna, c – převrtá vaná pilotová stěna, p – primá rní pilota, s – sekundá rnípilota, 1 – stříkaný beton, 2 – odvodnění
Podle volné výšky rozezná vá me pilotové stěny: Øvolně stojící (nekotvené, nerozepřené), H<5–6m Økotvené (vý jimeč ně i rozepřené) v jedné, č i více ú rovních
Statické pů sobení pilotové stěny (a-vetknutá, brozepř ená, c-kotvená, d-stabilizující sesuv)
Vodící šablona pro př evrtávanou pilotovou stěnu: a – pů dorys, b - ř ez
Štětovéstěny Sheet Pile Walls
Č SN EN 12063 Prová děníspeciá lních geotechnický ch prací– Štětovéstěny
Funkce: trvalá , doč asná Použití : vodní hospodář ství (jímky pro jezy, lapač e olejů, přístavní stěny, pažení hlubších vý kopů pro kanalizaci pod ú rovní HPV, ...) dopravní stavby (jímky pro mostní podpěry v toku, ...) pozemní stavby (stavebníjá my) ž ivotní prostř edí
ØVhodné podmí nky: velmi vhodnézeminy pro beraněníjsou písky a štěrkopísky ØNevhodné podmí nky: do skalního podložílze štětovnice zaberanit jen na velmi malou hloubku řá dově několik (desítek) cm při beraněnív těsnéblízkosti stá vajících domů je třeba zvá žit, zda nedojde k negativním ú č inkům na stá vajícíbudovu!
Ocelová štětovnice Larsen
Př íčný ř ez
Ú prava nárož í
Nejčastější typy vyráběných štětovnic
Tab. 3.2.1
Způsob provádě ní :
V případě jakékoliv paž ící konstrukce je třeba posoudit ná sledujícístavy: 1. ztrátu celkové stability 2. porušení konstrukčního prvku (zá pora, pilota, podzemnístěna, kotva, převá zka, pažina apod.) a spojenímezi nimi 3. kombinace porušení v zá kladovépůdě a v konstrukč ním prvku 4. porušení nadzdviž ením a vnějšíerozí
5. deformace paž ící konstrukce, jež mohou vést k jejímu kolapsu, nebo mohou ovlivnit použitelnost pažící konstrukce a konstrukcínachá zejících se v jejím sousedství(stavby, inž. sítě, komunikace apod.) 6. nepř ijatelný prů sak pažícíkonstrukcí, 7. nepř ijatelný transport č á stic zeminy pažícíkonstrukcí(sufoze) 8. nepřijatelná změna v rež imu podzemních vod
Zá porovépažení Berlínsképažení, Milá nsképažení
Zá porové paž ení ØBerlínské paž ení – Berliner Verbau ØZá porové paž ení ná lež í mezi nejvíce použ ívané metody zajiště ní doč asných svislých výkopů stavebních jam a hlubokých rýh. Je zná mo jižpřes 100 let a v průbě hu této doby zaznamenalo mnoho variant, i kdyžprincip zůstá vá stejný.
Zá porovépaž ení se sklá dá z ná sledujících prvků: • zá por (obyč ejně ocelových nosníků I, H, 2xU), = svislé nosné prvky • paž in (vě tšinou dřevě ných hranolů, výjimeč ně i ocelových paž in typu Union, betonových prefabriká tů a stříkaného betonu s výztuž nou sítí)
• stabilizačních prvků, cožjsou buď rozpě ry (šikmé i vodorovné, vě tšinou ocelové, výjimeč ně dřevě né), nebo dočasnékotvy • převá zek, ježumož ňují ekonomické uspořá dá ní stabilizač ních prvků, tj. rozpě r č i kotev • dalších prvků a ú prav, cožmůž e být rubové odvodně ní, ú prava povrchu paž ení
Zá porovépažení: 1 – zá pora, 2 – pažnice, 3 – rozpěra, 4 klín
zá porové paž ení s pracovním prostorem, které bývá od stavby realizované v zapaž ené já mě č i rýze dostateč ně odsazeno (min. pracovní prostor je 0,60 m), po skonč ení své funkce bývá odstraně no, vě tšinu jeho prvků lze použ ít opakovaně
zá porové paž ení použ ité jako ztracené bednění, ježje tedy naopak přisazeno k rubu suterénní č á sti stavby; zde bývá pož adavek na rovinnost paž ení bez jakýchkoliv výstupků tak, aby jeho povrch mohl slouž it např. jako podklad pro svislou izolaci
Schéma zá porového paž ení: a - paž ení s pracovním prostorem, b - paž ení bez pracovního prostoru; 1zá pora, 2-paž iny, 3-předsazená převá zka, 4-kotva, 5skrytá (utopená ) převá zka, 6-povrchová ú prava paž in (omítka apod.), p.p.-pracovní prostor
Vlastní zá porovépaž ení se realizuje jako: • volně stojící (nekotvené, nerozepřené), pokud jeho volná výška je dostateč ně malá (asi do 3,5 – 4,0 m) a pokud nehrozí nebezpeč í z jeho deformací na okolní zá stavbu • jednoná sobně rozepřené, či kotvené při volné výšce paž ení od cca 3,5 do 7,0 m
• vícená sobně rozepřené či kotvené s ohledem na relativně malou tuhost zá porového paž ení se nedoporuč uje kotvení č i rozpírá ní ve více jak 3 ú rovních, volná výška do ca 12,0 m
Druhy zá porového paž ení: a - volně stojící, b jednoná sobně kotvené, č i rozepřené, c - vícená sobně kotvenéč i rozepřené; H-volná výška, t-vetknutí zá por pode dno já my, 1-zá pora, 2-paž iny, 3-kotva, 4-rozpě ra
Prů ř ezové charakteristiky ocelových nosníků použ ívaných jako zápory Prů ř ez
H /mm/
B /mm/
Hmotnos t /kg/m/
A /mm2/
Ix /mm4/
Wx /mm3/
ix /mm/
I 300
300
125
54,2
6,91
98,0
653,0
119
I 320
320
131
61,1
7,78
125,1
782,0
127
I 340
340
137
68,1
8,68
157,0
923,0
135
I 360
360
143
76,2
9,71
196,1
1 090,0
142
I 400
400
155
92,6
11,80
292,1
1 460,0
157
HE 240B
240
240
83,2
10,6
113,0
938,0
103
HE 260B
260
260
93,0
11,8
149,0
1 150,0
112
HE 280B
280
280
103,0
13,1
193,0
1 380,0
121
HE 300B
300
300
117,0
14,9
252,0
1 680,0
130
HE 320B
320
300
127,0
16,1
308,0
1 930,0
138
HE 340B
340
300
134,0
17,1
367,0
2 160,0
146
2xU 260
260
901)
75,8
9,66
96,4
742,0
99,9
2xU 300
300
1001)
92,4
11,76
160,6
1 070,0
117,0
násobitel
-
-
-
103
106
103
-
1)
š ířka pouze jedné příruby
